Элементарные частицы и принципы построения СМ. Заряды частиц и их представления по калибровочной группе.
Лагранжиан СМ. Спонтанное нарушение электрослабой симметрии. Хиггсовский сектор СМ, взаимодействие бозона Хиггса с \(W^\pm, Z\)-бозонами. Взаимодействие фотона, \(W^\pm, Z\)-бозонов.
Фермионы в СМ. Сильное, электромагнитное, слабое и юкавское взаимодействия фермионов.
Эффективная теория Ферми
Общая концепция эффективных теорий. Тождества Фирца. Вычисление сечений и ширин распада. Распад мюона.
Кварковый сектор СМ
Смешивание кварков. CKM-матрица. Треугольник унитарности. CP-нарушение в слабых процессах.
Свойства \(W^\pm\) и \(Z\)-бозонов
Краткая история развития теории слабых взаимодействий.
Открытие \(W\)-бозонов при резонансном рождении в \(p\bar{p}\) столкновениях (UA1, UA2). Парное рождение \(W\)-бозонов на LEP. Каналы распада \(W^\pm\)-бозонов.
Каналы распада \(Z\)-бозона. Резонансное рождение \(Z\)-бозона в \(e^+e^-\)-столкновениях. Наблюдаемые: полное сечение рождения, асимметрия вперед-назад. Поляризационная асимметрия в распаде \(Z\)-бозона.
Рассеяние продольно поляризованных \(W\)- и \(Z\)-бозонов при высоких энергиях. «Нарушение унитарности» в теории без бозона Хиггса. Сокращение в СМ части амплитуды рассеяния, растущей при больших энергиях.
Теорема об эквивалентности голдстоуновских бозонов. Лагранжиан взаимодействия голдстоуновских мод. Вычисление амплитуды рассеяния \( W_L, Z_L\).
Свойства бозона Хиггса
Механизмы рождения бозона Хиггса на адронных и \(e^+e^-\)-коллайдерах. Основные моды распада бозона Хиггса.
Дополнительно на семинарах:
Явный вид решений уравнения Дирака. Спиральность и киральность.
Функция Грина массивного и безмассового векторных полей. Эффект Хиггса в теории комплексного скалярного поля с калибровочной группой \(U(1)\). Функция Грина векторного и голстоуновского полей в \(R_\xi\)-калибровке. Унитарная калибровка, калибровка т'Хофта-Ландау и калибровка т'Хофта-Фейнмана.
Литература
Горбунов Д.С., Рубаков В.А. Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва. Приложение B.
Окунь Л. Б. Лептоны и кварки.
Хелзен Ф., Мартин А. Кварки и лептоны: Введение в физику частиц.
Langacker P. The Standard Model and Beyond.
Schwartz M. Quantum Field Theory and the Standard Model.
Griffiths D. Introduction to Elementary Particles. 2nd ed., 2008.
Высоцкий М.И. Лекции по теории электрослабых взаимодействий.
Nagashima Y. Elementary Particle Physics. Vol. 2: Foundations of the Standard Model.
Ченг Т.-П., Ли Л.-Ф. Калибровочные теории в физике элементарных частиц.
