Астрофизика частиц (8-9 семестры)
| Лекции: | Сергей Троицкий |
| Семинары: | Осипов |
| Илья Тарасов |
Изучаются избранные вопросы общей астрофизики, имеющие отношение к физике частиц, и теоретическая астрофизика элементарных частиц (нефотонная астрофизика).
План курса- Введение
- что и как изучает астрофизика частиц; примеры
- пример: нейтрино от сверхновой 1987А, модели взрывов сверхновых типа II и ограничения на модели физики частиц
- базовые сведения из астрофизики: астрофизические объекты и их характеристики - потоки излучения, расстояния, основные физические параметры
- методы определения параметров источников: что могут и чего не могут
современные астрономические инструменты
Материалы лекций и задачи:
- Ускорение частиц и нетепловое излучение в астрофизике
- излучение релятивистских частиц (синхротронное, изгибное, обратно-комптоновское)
- основные механизмы ускорения
- максимальная энергия и спектр ускоренных частиц
- Звезды: строение и эволюция, ограничения на новую физику
- внутреннее строение Солнца и обычных звезд: данные и модели; ограничения на новую физику из факта существования звезд
- горение звезд и их эволюция
- гипотетические легкие частицы (аксионы, парафотоны и пр.) и лабораторные ограничения на их параметры
- ограничения на новые частицы из звездной эволюции
- вырожденные звезды - белые карлики: их физическое описание, функция светимости, ограничения на новые частицы из скорости остывания
- нейтронные звезды, пульсары и магнетары
- Астрономия высоких энергий
- диффузное гамма-излучение
- точечные источники в МэВ-ГэВ диапазоне
- активные ядра галактик: определение, классификация, структура и источники энергии, объединенная схема
- блазары и IR/TeV кризис
- смешивание фотонов с новыми частицами: осцилляции и поляризационные эффекты
- Нефотонная астрономия
- нейтрино
- космические лучи (протоны и ядра)
- космические лучи высоких энергий (широкие атмосферные ливни)
- Космические частицы сверхвысоких энергий
- экспериментальные результаты, проблемы и противоречия
- ускорение частиц до сверхвысоких энергий
- распространение частиц сверхвысоких энергий
- модели неускорительного происхождения наиболее энергичных частиц: сверхтяжелая темная материя, топологические дефекты
- Ограничения на новые частицы из эволюции Вселенной
- темная материя и перезакрытие Вселенной
- нуклеосинтез
- Астрофизические ограничения на другие модели новой физики
- изменение со временем констант взаимодействия
- электромагнитные взаимодействия нейтрино
- масса и заряд фотона
- прочее
- B.W. Carroll, D.A. Ostlie. «An introduction to modern astrophysics.» Pearson/Addison Wesley, 2007.
- G.G. Raffelt. «Stars as laboratories for fundamental physics.» Univ. of Chicago Press, 1996.
- А.В. Засов, К.А. Постнов. «Общая астрофизика.» Век-2, 2006.
- C.D. Dermer, G. Menon «High energy radiation from black holes: gamma rays, cosmic rays, and neutrinos.» Princeton University Press, 2009.
- F.A. Aharonian. «Very high energy cosmic gamma radiation.» World Scientific, 2004.
- М. Vietri. «Foundations of high-energy astrophysics.» Univ. of Chicago Press, 2008.
- Я.Б. Зельдович, С.И. Блинников, Н.И. Шакура. «Физические основы строения и эволюции звезд.» Изд. МГУ, 1981.
