Částicová fyzika

Okruhy otázek ke státním závěrečným zkouškám magisterského studia

Obor: Jaderná a částicová fyzika

Předmět: Částicová fyzika

Předměty vztahující se k okruhům:

  • 02KTPA12 Kvantová teorie pole 1 a 2
  • 02ZESI Základy teorie elektroslabých interakcí
  • 02ZQCD Základy kvantové chromodynamiky
1. Částice a interakce ve Standardním modelu
elementární částice, jejich vlastnosti a popis; fundamentální interakce, jejich vlastnosti a popis, intermediální částice; symetrie a zákony zachování ve Standardním modelu
 
2. Jaderný beta-rozpad
energetické spektrum elektronu a mezní energie; Fermiho teorie; zobecněné přechody SVATP; různé hodnoty vazbové konstanty; narušení parity; L a R projektory; Diracova rovnice pro nehmotné neutrino
 
3. Elektroslabé sjednocení
obecná V-A interakce; problémy V-A teorie a mez unitarity; rozšíření teorie o W boson; elmag. interakce W bosonů; kalibrační symetrie; SU(2)xU(1) symetrie; EW izospin; hypernáboj; Weinbergův úhel a podmínka sjednocení
 
4. Higgsův mechanismus
residuální divergence a potřeba skalárního bosonu; Goldstoneův model; abelovský Higgsův model; Higgsův mechanismus pro SU(2)xU(1) teorii; interakce Higgsova bosonu; generace hmot leptonů pomocí Yukawova mechanismu
 
5. GWS model EW interakcí
klasifikace částic na dublety a singlety; leptonový sektor Standardního modelu; problémy standardního modelu se 3 kvarky; 4. kvark a GIM konstrukce; CKM matice; typy členů v Lagrangiánu a Feynmanovy diagramy
 
6. Kvarkový model
SU(3) flavour symetrie; konstrukce a počítání s multiplety; spektrum hadronů; izospin; hypernáboj a Gell-Mann–Nishijimova formule; vlnová funkce pionu a nukleonu; spinová část; předpovědi kvarkového modelu; magnetický moment baryonů
 
7. Hluboce nepružný rozptyl a partonový model
struktura protonu a hluboce nepružný rozptyl; Calan-Grossova relace; strukturní funkce; Bjorkenovo škálování; partonový model; infinite momentum frame; partonové distribuční funkce; evoluční rovnice; faktorizace; fragmentační funkce
 
8. QCD a partonový model
lagrangián QCD; rozdíly mezi QCD a QED; barva a barevná SU(3); Fierzova identita; Feynmanovy diagramy v QCD; základní procesy; běžící vazbová konstanta; základy QCD na mříži
 
9. Produkce hadronů a jetů, produkce leptonů v QCD
popis produkce Drell-Yan párů a přímých fotonů; produkce jetů; 2-jetové a 3-jetové procesy; jetové rekonstrukční algoritmy; produkce hadronů ve srážkách leptonů; produkce částic v QGP
 
10. Objevy elementárních částic a významné experimenty
objevy kvarků a leptonů; objev gluonu; objevy intermediálních částic; měření vlastností vazbových konstant; hluboce nepružný rozptyl a měření PDF; měření potvrzující existenci barvy; objev Higgsova bosonu; objev narušení C, P, CP