Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
CP Violation in Heavy Flavour Physics
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-2-040-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Obłąkowska-Mucha Agnieszka (amucha@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Obłąkowska-Mucha Agnieszka (amucha@agh.edu.pl)
dr hab. inż, prof. AGH Szumlak Tomasz (szumlak@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student has the knowledge about fundamantal particles and interactions. Aktywność na zajęciach
M_W002 Student knows the importance of heavy flavour quarks in the Standard Model Aktywność na zajęciach
M_W003 Student knows and is able to solve the Schrodinger equation FT2A_W02 Odpowiedź ustna
Umiejętności
M_U002 Student is able to solve the eigenvalue problem. Wykonanie ćwiczeń
M_U004 Students prepare a project that shows the phenomenon of mixing in neutral meson system Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Students works in teams in order to work out of the solutions to given problems. Aktywność na zajęciach
M_K002 Stuents are familiar with a scientific artice and are able to discuss and prepare presentations about their main issues. Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student has the knowledge about fundamantal particles and interactions. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student knows the importance of heavy flavour quarks in the Standard Model + - - - - - - - - - -
M_W003 Student knows and is able to solve the Schrodinger equation + + - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U002 Student is able to solve the eigenvalue problem. + + - + - - - - - - -
M_U004 Students prepare a project that shows the phenomenon of mixing in neutral meson system - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Students works in teams in order to work out of the solutions to given problems. - + - + - - - - - - -
M_K002 Stuents are familiar with a scientific artice and are able to discuss and prepare presentations about their main issues. - - - + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. Discrete symmetries in the Standard Model (2h).

    Matter and antimatter. Symmetries and conservation laws. Discrete symmetries P, C, T. Discussion on solutions of Schrodinger and Dirac equations.

  2. CP Symmetry in neutral meson system (2h).

    The eigenstate of strong and weak Hamiltonian. Flavour oscillation in neutral meson system.

  3. CP Violation in neutral meson system (4h).

    Effective Hamiltonian. Eigenstates of the effective Hamiltonian. Time evolution of the neutral strange and beauty weak states.

  4. Three types of CP Violation (2h).

    CP violation in decay (direct CP Violation).
    CP violation in mixing (indirect CP Violation).
    CP violation in interference between mixing and decay

  5. CKM matrix (4h).

    The description of currents and amplitudes with Feynman diagrams. Cabbibo mixing matrix. Cabbibo angle.
    Cabbibo-Cobayashi-Maskava (CKM) matrix. Description of CP violation in the frame of the Standard Model. The unitarity triangle.

  6. Experimental results with CP Violation (2h).

    Past, present and future of heavy quarks experiments – B-factories. LHCb.

Ćwiczenia audytoryjne:
  1. CP symmetries and conservation laws in kaon system (1h).

    Finding the rules if a given decay might occur.

  2. Solving the eigenvalue problem (3h).

    Solving the eigenvalue problem of two component system of neutral mesons with effective Hamiltonian. Time evolution of the solutions.

  3. The angles of the Unitarity Triangle (UT) (2h).

    Finding the decays and method to determine the beta and gamma angle of UT. Derivation of the equations that shows the sensitivity of these methods.

Ćwiczenia projektowe:
  1. Paper reading club. (2h)

    Students choose a scientific article from a provided list and prepare presentation on that subject. Discussion.

  2. Simulation of the flavour mixing phenomena in the neutral meson system (4h).

    Basing on the equation of time evolution in the neutral meson system students prepare a simulation of this effect. They vary the oscillation parameters value and discuss the results.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 88 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 16 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 6 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 6 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Wykonanie projektu 20 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 5 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

The final mark (FM) A – activity, T – tutorial classes, P – project
FM = 0,4 x T + 0,4 x P + 0,2 x A
Student has three attempts to get the positive mark.
In case of absence, students should contact the lecturer to become familiar with the missing classes. Within the next week, student should solve and show the problems discussed during his or her absence.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Any course of particle physics that is certified.
Math and physics courses at the university level.
Basic knowledge of programming.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

M.Thomson “Modern Particle Physics”
A.Bettini “Introduction to Elementary Particle Physics”
D.H. Perkins “Introduction to High Energy Physics”
A.J. Buras “CP Violation in B and K decays” hep-ph/0307203
B. Kayser “CP Violation in the K and B systems” hep-ph/9702264
J. Rosner “CP Violation in B decays” hep-ph/0011355

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Measurement of CP violation and B0s meson decay width difference with B0s→J/ψK+K- and B0s→J/ψπ+π- decays. Phys. Rev. D 87 (2013) 112010, 1-21

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Measurement of CP violation and constraints on the CKM angle γ in B± → D+K± with D → K0sπ+π- decays. Nucl. Phys. B888 (2014) 169-193

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Measurement of the time-dependent CP asymmetries in B0s→J/ψ K0s. JHEP 6 (2015) 131, 1-22

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Measurement of the difference of time-integrated CP asymmetries in D0→K-K+ and D0→π-π+ decays. Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 191601, 1-10,

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Model-independent measurement of the CKM angle γ using B0→DK*0 decays with D→K0sπ+π- and K0sK+. JHEP06 (2016) 131, 1-31

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration)Measurement of CP observables in B±→DK± and B±→Dπ± with two- and four-body D decays. Phys. Lett. B760 (2016)117-131

A. Oblakowska-Mucha et al. (LHCb Collaboration) Constraints on the unitarity triangle angle γ from Dalitz plot analysis obf B0→DK+π- decays.Phys. Rev. D93 (2016) 112018, 1-19

A. Oblakowska-Mucha (on behalf of LHCb Collaboration) Selected CPV Results from LHCb Run 1 and Prospects for CKM γ Angle Measurements in Run 2. Acta. Phys. Pol. B47 (2016) 6, 1553-1562

Informacje dodatkowe:

Brak