粒子物理学基础

课程编码：B0212007Y 英文名称：Introduction to Particle Physics 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：邢志忠

通过本课程的学习，掌握粒子物理学的基础知识和标准模型的基本内容，了解粒子物理学实验和理论的前沿问题和研究现状。

量子力学、电动力学

第零章 引言（2学时）
0.1 粒子物理学的起源；0.2 怎样产生基本粒子；0.3 怎样探测基本粒子
第一章 关于基本粒子的历史回顾（8学时）
1.1 经典时代；1.2 光子；1.3 介子；1.4 反粒子；1.5 中微子；1.6 奇异粒子；1.7 八重法；1.8 夸克模型；1.9 十一月革命及其余波；1.10 中间矢量玻色子；1.11 标准模型
第二章 基本粒子的动力学（6学时）
2.1 四种力；2.2 量子电动力学；2.3 量子色动力学；2.4 弱相互作用；2.5 衰变过程与守恒定律；2.6 大统一图像
第三章 基本粒子的运动学（6学时）
3.1 洛伦兹变换；3.2 四矢量；3.3 能量与动量；3.4 对撞；3.5 应用举例
第四章 对称性（10学时）
4.1 对称性与守恒律；4.2 角动量；4.3 味对称性；4.4 分立对称性
第五章 束缚态（8学时）
5.1 薛定谔方程；5.2 氢原子；5.3 电子偶素；5.4 夸克偶素；5.5 介子；5.6 重子
第六章 典型的强作用与弱作用过程（10学时）
6.1 二体衰变与散射过程；6.2 正负电子对撞的强子产生；6.3 夸克之间的强相互作用；6.4 ?子衰变；6.5 中子的?衰变；6.6 ?介子衰变；6.7 夸克衰变；6.8 弱中性流过程；6.9 夸克味混合矩阵
第七章 中微子振荡（8学时）
7.1 中微子振荡与物质效应；7.2 太阳与大气中微子振荡；7.3 反应堆与加速器中微子振荡；7.4 中微子质量与轻子味混合
第八章 展望（2学时）
8.1 几个未解之谜；8.2 实验前景；8.3 理论前景
考核方式：平时成绩（占40%）、期末开卷考试（占60%）

《粒子物理导论》，大卫 J. 格里菲斯（David J. Griffiths）著，清华大学 王青 译 机械工业出版社
David Griffiths，Introduction to Elementary Particles，Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2008

1. K.A. Olive et al (Particle Data Group)： 《The Review of Particle Physics》 （2016）， http://pdg.lbl.gov/
2. 杜东生、杨茂志，《粒子物理导论》，科学出版社，2015。
3. Zhi-zhong Xing、Shun Zhou，《Neutrinos in Particle Physics，Astronomy and Cosmology》，Zhejiang University Press and Springer Verlag，2011

邢志忠，中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师、理论物理室主任，中国科学院大学物理科学学院近代物理系主任。1987年毕业于北京大学物理系，1993年获得中国科学院高能物理研究所博士学位。之后在慕尼黑大学和名古屋大学从事基本粒子物理学理论研究，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事的研究领域包括中微子物理学、天文学与宇宙学、重味（B与D介子）物理学、轻子和夸克的质量起源问题、CP对称性破坏以及新物理唯象学。最具代表性的科研成果包括1996年与Harald Fritzsch教授合作提出了轻子混合的“民主”模式和2002年独自提出了中微子混合的“近似三双最大”模式，其物理思想引领了中微子理论研究的一个重要方向。迄今已发表学术论文180余篇和特邀专题综述5篇，以及与周顺博士合作发表了70万字的英文专著《Neutrinos in Particle Physics, Astronomy and Cosmology》。相关论文已被包括诺贝尔物理学奖得主李政道先生在内的国际理论同行和实验组引用7000余次。