Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Wstęp do oddziaływań hadronów
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-2-001-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Przybycień Mariusz (mariusz.przybycien@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Adamczyk Leszek (Leszek.Adamczyk@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Przybycień Mariusz (mariusz.przybycien@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 Student potrafi wyjaśnić budowę hadronów w ramach kwantowej chromodynamiki. FT2A_U06, FT2A_U02 Activity during classes,
Test
M_U002 Student potrafi przedstawić najważniejsze wyniki eksperymentalne dotyczące budowy hadronów. FT2A_U06, FT2A_U02 Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie podstawy budowy hadronów w oparciu o kwantową chromodymanikę. FT2A_W01, FT2A_W03, FT2A_W05, FT2A_W04, FT2A_W02 Activity during classes,
Test
M_W002 Student zna podstawowe wyniki eksperymentalne stojące u podstaw modelu budowy hadronów. FT2A_W01, FT2A_W03, FT2A_W05, FT2A_W04, FT2A_W02 Activity during classes,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 Student potrafi wyjaśnić budowę hadronów w ramach kwantowej chromodynamiki. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przedstawić najważniejsze wyniki eksperymentalne dotyczące budowy hadronów. + + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna i rozumie podstawy budowy hadronów w oparciu o kwantową chromodymanikę. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe wyniki eksperymentalne stojące u podstaw modelu budowy hadronów. + + - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wykład 1

    • Kinematyka relatywistyczna.
    • Model standardowy: leptony, kwarki, oddziaływania.
    • Równanie Schrodingera i Kleina-Gordona, antycząstki.
    • Przekrój czynny i rozpraszanie w mechanice kwantowej.

  2. Wykład 2

    • Lorentzowsko niezmiennicza przestrzeń fazowa.
    • Rozpad dwuciałowy.
    • Rozpraszanie 2→ 2 w układzie laboratoryjnym i środka masy.
    • Elektrodynamika kwantowa i rachunek zaburzeń.

  3. Wykład 3

    • Diagramy Feynmana.
    • Chromodynamika kwantowa i biegnąca stała sprzężenia.
    • QCD w anihilacji e+e-
    • Gluony i oddziaływania kolorowe.

  4. Wykład 4

    • Funkcje falowe mezonów i barionów.
    • Równanie Diraca, spoczywająca cząstka swobodna.
    • Spinory cząstek i antycząstek.

  5. Wykład 5

    • Model kwarków. Spektroskopia. Izospin. Mezony. Bariony
    • Ładunek kolorowy. Symetria SU. Multiplety
      barionowe.

  6. Wykład 6

    • Oddziaływania elektrosłabe
    • Neutralne kaony i łamanie CP.

  7. Wykład 7

    • Dżety, kwarki i gluony. Kwantowa chromodynamika (QCD).
    • Produkcja hadronów w oddziaływaniach elektron-pozyton.

  8. Wykład 8

    • Głęboko nieelastyczne oddziaływanie elektron-proton. Kinematyka.
    • Model partonów. Skalowanie Bjorkena. Formfaktory.

  9. Wykład 9

    • Przekrój czynny i funkcja struktury protonu.
    • Rozkłady gęstości partonów w protonie. Reguły sum.

  10. Wykład 10

    • Przybliżenie ekwiwalentnych fotonów. Fotony podłużne i poprzeczne.
    • Fotoprodukcja i dyfrakcja w oddziaływaniach elektron-proton i proton-proton.

  11. Wykład 11

    • Perturbacyjna QCD i jej zastosowania w głęboko nieelastycznym rozpraszaniu ep.
    • Obszary małego i dużego x Bjorkena.
    • Najważniejsze wyniki doświadczalne uzyskane w eksperymentach ZEUS i H1 w
      rozpraszaniu głęboko nieelastycznym.

  12. Wykład 12

    • Oddziaływania proton-proton.
    • Program fizyczny eksperymentów na LHC i RHIC dotyczący struktury protonu.

  13. Wykład 13

    • Ultrarelatywistyczne zderzenia ciężkich jonów.
    • Plazma kwarkowo-gluonowa.
    • Najnowszy wyniki uzyskane w eksperymentach na LHC i RHIC.

  14. Wykład 14

    • Programy Monte Carlo wykorzystywane do opisu oddziaływań elektron-proton i
      proton-proton.

Auditorium classes:
Ćwiczenia rachunkowe o tematyce zgodnej z programem wykładów

Efekty kształcenia:
Student rozumie model budowy hadronów oparty na chromodynamice kwantowej oraz zna podstawowe mechanizmy oddziaływania hadronów i najważniejsze wyniki eksperymentalne z tym związane.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Realization of independently performed tasks 47 h
Participation in auditorium classes 15 h
Preparation for classes 25 h
Examination or Final test 3 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie aktywności (zal). Ocena końcowa na podstawie wyniku kolokwium obejmującego tematykę wykładów i ćwiczeń rachunkowych (procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH).

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowe wiadomości z fizyki cząstek elementarnych.

Recommended literature and teaching resources:

D.H. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii, PWN, 2005.
A. Bettini, Introduction to elementary Particle Physics , Cambridge, 2008.
B.R. Martin, G. Shaw, Particle Physics, Wiley, 2008.
S. Braibant, G. Giacomelli, M. Spurio, Particles and Fundamental Interactions, Springer, 2012.
Y. Nagashima, Elementary Particle Physics, Wiley, 2010.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None