Введение в астрофизику частиц (5 семестр), 2020 год
Лекции: | Сергей Троицкий |
Семинары: | Павел Петров |
Астрофизика частиц занимается изучением свойств элементарных частиц методами астро-физики и изучением свойств астрофизических объектов методами физики частиц. Вводный курс астрофизики частиц рассчитан на студентов бакалавриата, которым только предстоит познакомиться с квантовой теорией поля и космологией.
План курса
- Введение
- что и как изучает астрофизика частиц; примеры
- нейтрино от сверхновой 1987А, модели взрывов сверхновых типа II и ограничения на модели физики частиц. Пример: КК-гравитоны в моделях с большими дополнительными пространственными измерениями.
- Определение параметров астрофизических объектов
- что могут и чего не могут современные астрономические инструменты
- форма и угловые размеры. Характерные угловые разрешения инструментов фотонной и нефотонной астрономии
- расстояния и линейные размеры. Шкала расстояний, открытие ускоренного расширения Вселенной («тёмная энергия»), современный «хаббловский кризис»
- массы и плотности
-
Пример: можем ли мы доказать, что в центре Галактики находится сверхмассивная черная дыра?
-
наблюдательные доказательства существования темной материи
- магнитные поля. Методы, не зависящие от электронной плотности. Способы одновременного определения электронной плотности и поля. Нетепловые излучения (синхротронное, обратно-комптоновское) и их применения для определения магнитных полей
- Звезды: строение и эволюция, ограничения на новую физику
- внутреннее строение Солнца и обычных звезд
- Пример: общие ограничения на новую физику из факта существования звезд
- горение звезд и их эволюция. Ограничения на новые частицы из звездной эволюции
- Нефотонная астрономия
- нейтрино
-
детектирование нейтрино. Астрофизические источники нейтрино.
-
солнечные нейтрино, гелиосейсмология и проблемы солнечных моделей
- космические лучи (протоны и более тяжелые ядра). Галактические космические лучи.
-
Пример: антивещество в космических лучах низкой энергии
- космические лучи высоких и сверхвысоких энергий, широкие атмосферные ливни
- гравитационно-волновая астрономия: общие принципы, первые результаты, будущее
Литература
(Здесь приведена литература, относящаяся к значительным частям курса. Ссылки на книги, статьи и обзоры по отдельным темам даются на лекциях)
- B.W. Carroll, D.A. Ostlie.
«An introduction to modern astrophysics.»
Pearson/Addison Wesley, 2017.
- G.G. Raffelt.
«Stars as laboratories for fundamental physics.»
Univ. of Chicago Press, 1996.
- А.В. Засов, К.А. Постнов.
«Общая астрофизика.»
Век-2, 2015.
- «Multiple messengers and challenges in astroparticle physics.» Editors: R. Aloisio, E. Coccia, F. Vissani.
;
Springer, 2018.
- F.A. Aharonian.
«Very high energy cosmic gamma radiation.»
World Scientific, 2004.
- М. Vietri.
«Foundations of high-energy astrophysics.»
Univ. of Chicago Press, 2008.
- M. Spurio.
«Particles and astrophysics: a multimessenger approach.»
Springer, 2015.
- S. Weinberg.
«Lectures on astrophysics.»
Cambridge Univ. Press, 2020.