Физика элементарных частиц

Введение в физику элементарных частиц
- Историческое развитие физики частиц
- Основные понятия и терминология
- Единицы измерения в физике высоких энергий
- Экспериментальные методы исследования
- Теоретические подходы к описанию частиц
Классификация элементарных частиц
- Лептоны и их свойства
- Кварки и кварковая модель
- Калибровочные бозоны
- Скалярные частицы
Фундаментальные взаимодействия
- Электромагнитное взаимодействие
- Слабое взаимодействие
- Сильное взаимодействие
- Гравитационное взаимодействие
- Объединение взаимодействий
Квантовая хромодинамика
- Цветовые заряды кварков
- Глюоны как переносчики сильного взаимодействия
- Конфайнмент кварков
- Асимптотическая свобода
Электрослабая теория
- Объединение электромагнитного и слабого взаимодействий
- Механизм спонтанного нарушения симметрии
- Бозон Хиггса и происхождение массы
- W и Z бозоны
- Нейтральные токи
Стандартная модель физики частиц
- Структура Стандартной модели
- Лагранжиан Стандартной модели
- Предсказания и экспериментальные подтверждения
- Ограничения и нерешенные проблемы
- Поиски новой физики за пределами Стандартной модели
Симметрии в физике частиц
- Глобальные и локальные симметрии
- Теорема Нётер и законы сохранения
- Дискретные симметрии: P, C, T
- Нарушение CP-симметрии
- Спонтанное нарушение симметрии
Калибровочные теории
- Принцип калибровочной инвариантности
- Неабелевы калибровочные теории
- Калибровочные поля и ковариантные производные
- Аномалии в калибровочных теориях
- Инстантоны и топологические эффекты
Феноменология адронов
- Классификация адронов
- Форм-факторы и структурные функции
- Партонная модель
Глубоконеупругое рассеяние
- Кинематика глубоконеупругого рассеяния
- Структурные функции нуклона
- Партонные распределения
- Эволюция партонных распределений
- Эксперименты по глубоконеупругому рассеянию
Процессы рождения и распада частиц
- Правила отбора для слабых распадов
- Матричные элементы переходов
- Времена жизни и константы связи
- Рождение частиц в жестких процессах
- Множественное рождение частиц
Нейтрино и слабые взаимодействия
- Свойства нейтрино
- Нейтринные осцилляции
- Эксперименты с нейтрино
- Солнечные и атмосферные нейтрино
- Стерильные нейтрино
Космические лучи и астрочастицы
- Спектр космических лучей
- Механизмы ускорения частиц
- Взаимодействие космических лучей с атмосферой
- Детекторы космических лучей
- Нейтрино высоких энергий
Ускорители частиц
- Принципы ускорения заряженных частиц
- Линейные ускорители
- Циклические ускорители
- Коллайдеры встречных пучков
- Детекторы частиц
Экспериментальные методы
- Трековые детекторы
- Калориметры
- Черенковские детекторы
- Мюонные системы
- Триггерные системы и обработка данных
Статистические методы в физике частиц
- Статистическая обработка экспериментальных данных
- Методы фиттинга
- Байесовский анализ
- Машинное обучение в физике частиц
Квантовая теория поля
- Вторичное квантование
- Фейнмановские диаграммы
- Перенормировка
- Ренормализационная группа
- Эффективные теории поля
Теории великого объединения
- Мотивация для великого объединения
- Группы симметрии SU(5) и SO(10)
- Предсказания теорий великого объединения
- Распад протона
- Суперсимметричные теории великого объединения
Суперсимметрия
- Основы суперсимметрии
- Минимальная суперсимметричная стандартная модель
- Нарушение суперсимметрии
- Феноменология суперсимметрии
- Поиски суперсимметричных частиц
Дополнительные измерения
- Теории с дополнительными измерениями
- Компактификация дополнительных измерений
- Модели с большими дополнительными измерениями
- Искривленные дополнительные измерения
Темная материя и темная энергия
- Астрофизические свидетельства темной материи
- Кандидаты на роль частиц темной материи
- Методы детектирования темной материи
- Темная энергия и космологическая постоянная
- Связь космологии и физики частиц
Космология и физика частиц
- Большой взрыв и нуклеосинтез
- Барионная асимметрия Вселенной
- Космическая инфляция
- Фазовые переходы в ранней Вселенной
- Реликтовые частицы
Струнные теории
- Основы теории струн
- Различные формулировки теории струн
- Компактификация в теории струн
- Дуальности в теории струн
- Феноменология теории струн
Решеточные вычисления
- Дискретизация континуальных теорий
- Алгоритмы Монте-Карло
- Термодинамика сильных взаимодействий
Физика тяжелых ионов
- Квark-глюонная плазма
- Фазовые переходы в ядерной материи
- Эксперименты с тяжелыми ионами
- Коллективные явления в многочастичных системах
- Хиральные эффекты
Точные решения и интегрируемые модели
- Солитонные решения
- Модели с бесконечным числом законов сохранения
- Применения в физике конденсированных сред
Квантовая гравитация
- Проблемы квантования гравитации
- Причинная динамическая триангуляция
Черные дыры и информационный парадокс
- Излучение Хокинга
- Энтропия черных дыр
- Информационный парадокс
- Голографический принцип
- AdS/CFT соответствие
Квантовая информация и физика частиц
- Квантовая запутанность в теории поля
- Квантовые вычисления с использованием частиц
- Квантовая криптография
- Квантовые алгоритмы для физики частиц
- Квантовая телепортация
Новые экспериментальные направления
- Эксперименты нового поколения
- Прецизионные измерения
- Поиски редких процессов
- Квантовые детекторы
- Эксперименты в космосе
Вычислительные методы
- Численные методы в теории поля
- Высокопроизводительные вычисления
- Параллельные алгоритмы
- Символьные вычисления
Применения физики частиц
- Медицинская физика
- Ядерная энергетика
- Промышленные применения
- Дозиметрия и радиационная безопасность
- Датировка в археологии и геологии
Этические и социальные аспекты
- Этика научных исследований
- Международное сотрудничество
- Финансирование крупных проектов
- Влияние на общество
- Образование и популяризация науки
Будущие направления исследований
- Перспективы развития теории
- Планируемые эксперименты
- Технологические вызовы
- Междисциплинарные связи
- Философские вопросы физики частиц