Στοιχειώδη Σωματίδια
ΔΠΜΣ «ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ»
2ο εξάμηνο

Ακαδ. Έτος: 2011- 2012, Εαρινό εξάμηνο
Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών

Παρακολούθηση, Βασική βιβλιογραφία, Σχετική βιβλιογραφία

ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ

Σκοπός του Μαθήματος: Εισαγωγή στη Σχετικιστική Κβαντομηχανική (εξίσωση Klein-Gordon, κβαντική ηλεκτροδυναμική με βαθμωτά πεδία, εξίσωση Dirac, κβαντική ηλεκτροδυναμική, βαθιά ανελαστική σκέδαση και η δομή των αδρονίων)

Παρακολούθηση-Ωρες διδασκαλίας: αίθουσα σεμιναρίων, 3ος όροφος, νέα πτέρυγα του κτηρίου Φυσικής.

• Τετάρτη 15:00 - 16:30 (ΕΜΠ)
• Πέμπτη 15:00 - 16:30 (Δημόκριτος)

Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου θα δοθούν ασκήσεις που θα πρέπει (προαιρετικά) να επιστρέφονται μέσα σε 1 εβδομάδα. Η παράδοση ασκήσεων συνεισφέρει στη τελική βαθμολογία του μαθήματος. Όλες οι ασκήσεις των φυλλαδίων θα λύνονται στον πίνακα.

Βασική Βιβλιογραφία:
• Θα δοθεί το βιβλίο: "Σχετικιστική Κβαντομηχανική", Σ. Τραχανά, Παν. Εκδόσεις Κρήτης.
• Θα χρησιμοποιηθεί εκτενώς και το βιβλίο "Quarks and Leptons", F. Halzen and A. Martin, J. Wiley & Sons. (επικοινωνήστε με τον διδάσκοντα για το συγκεκριμένο βιβλίο)
Σχετική βιβλιογραφία:
• Gauge Theories in Particle Physics, 2 τόμοι, I.J.R. Aitchison and A.J.G. Hey, Taylor & Francis Group.
• Introduction to Elementary Particles, David Griffiths, Wiley-VCH.
• Relativistic Quantum Mechanics, James D. Bjorken and Sidney D. Drell.
• Relativistic Quantum Fields, James D. Bjorken and Sidney D. Drell.
• An Introduction To Quantum Field Theory (Frontiers in Physics), Michael E. Peskin and Dan V. Schroeder, Westview Press.
• Field Theory: A Modern Primer, P. Ramond

Παραδόσεις

Τετάρτη 14/3: Εξίσωση Schroedinger. Πυκνότητα και ρεύμα πιθανότητας. Τετραδυανύσματα.
Πέμπτη 15/3: Εξίσωση Klein-Gordon. Αρνητικές ενέργειες. Η προσέγγιση του Dirac και η προσέγγιση των Feynman-Stueckelberg. Αντισωματίδια. Μη σχετικιστική θεωρία διαταραχών.

Πέμπτη 22/3: η εξίσωση Klein-Gordon και το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, μετασχηματισμός βαθμίδας, η εξίσωση Klein-Gordon και το πεδίο Coulomb, ηλεκτροδυναμική σωματιδίων με spin=0, σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"μιονίου".

Τετάρτη 28/3: Ενεργός διατομή. Σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ηλεκτρονίου" και "ηλεκτρονίου"-"ποζιτρονίου". Οι σταθερές του Mandelstam. Το πλάτος για σκέδαση "ηλεκτρονίου"-"ποζιτρονίου" ως συνάρτηση των s,t,u.

Τετάρτη 4/4: Ο διαδότης: από την μη σχετικιστική στην σχετικιστική μορφή. Λύσεις Ασκήσεων.

Τετάρτη 25/4: Εξίσωση Dirac. Συναλλοίωτη μορφή της εξίσωσης Dirac. Πίνακες γ και ιδιότητές τους. Διατηρήσιμο ρεύμα. Spinor ελεύθερου σωματιδίου. Ο τελεστής της ελικότητας. Μετασχηματισμός του spinor σε χωρικές στροφές.

Τετάρτη 2/5: Αντισωματίδια. Ο spinor του ποζιτρονίου. Το ρεύμα για το ποζιτρόνιο. Νορμαλισμός των spinor και σχέσεις πληρότητας. Διγραμμικές αναλλοίωτες ποσότητες. Μετασχηματιμός Lorentz του spinor. Φερμιόνια με μηδενική μάζα. Spinor Majorana.

Τετάρτη 9/5:Λύσεις ασκήσεων. Ηλεκτροδυναμική σωματιδίων με spin=1/2. Σκέδαση Moeller. Σκέδαση ηλεκτρονίου-μιονίου. Θεωρήματα ιχνών.

Τετάρτη 16/5: Διατήρηση της ελικότητας σε μεγάλες ενέργειες.

Τετάρτη 23/5:Σκέδαση ηλεκτρονίου-μιονίου στο σύστημα εργαστηρίου. Ενεργός διατομή. Διάνυσμα πόλωσης: φωτόνια, σωματίδια με spin=1 και M≠0. Διαδότης: βαθμωτά σωματίδια, σωματίδια Dirac, φωτόνια, σωματίδια με spin=1 και M≠0. Σκέδαση Compton.