粒子物理

课程编码：180081070202P3003H 英文名称：Particle Physics 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：王建雄等

本课程为理论物理专业研究生开设的专业课。要求学生有量子场论和群论基础，并对粒子物理学基础知识有一定的了解。以讲述粒子物理的发展为线索，应用各种对称性的要求和原则，对各种有效相互作用的引入，费曼规则的引入和费曼图的计算，贯穿在整个课程中的重点是要讲解其中关键计算过程，要求学生学习后能够进行粒子物理过程的计算。目的是使学生从场论出发掌握粒子物理基本概念、原理及计算方法，并对其发展的历史，现状及可能的前景有足够的了解，为进入粒子物理研究工作奠定必要的基础。

量子场论、群论

第一章 概论 5学时 王建雄
第1节 粒子物理及量子场论的发展历史简介
第2节 四种相互作用及轻子和强子的分类
第3节 玻色子和费米子
第二章 对称性和守恒定律 6学时 王建雄
第1节 作用量、运动方程和守恒量
第2节 宇称变换
第3节 电荷共轭变换
第4节 时间反演
第5节 CPT定理
第三章 散射截面和衰变宽度及其相关的运动学 6学时 王建雄
第1节 散射截面，粒子寿命和衰变宽度
第2节 粒子衰变的运动学
第3节 多体末态相空间的构建及s道共振峰和T道奇异的解析变换
第4节 散射和衰变过程中各种对称性算符的构造及末态分布
第四章 基于强子的有效强相互作用模型和分波分析 10学时 王建雄
第1节 强子的分类及各种量子数
第2节 推广到高自旋粒子的宇称变换
第3节 推广到高自旋粒子的电荷共轭变换
第4节 有效相互作用顶点的宇称变换不变性
第5节 有效相互作用顶点的电荷共轭变换不变性和厄米性
第6节 有效相互作用顶点的洛伦兹变换及其构造
第7节 有效相互作用顶点的电磁 U(1)规范不变性及其构造
第8节 强子相关物理过程实验数据的分波分析
第五章 电磁相互作用 10学时 王建雄
第1节 QED及其费曼规则
第2节 Møller散射
第3节 Bhabha散射
第4节 核子的电磁形状因子
第5节 电子-质子非弹性散射
第6节 核子的部分子模型
第7节 夸克-部分子模型
第六章 弱相互作用 8学时 晏启树
第1节 概述
第2节 弱相互作用的有效哈密顿量——V-A 理论
第3节 弱相互作用的 Cabibbo 理论和 GIM 机制
第4节 小林-益川（Kobayashi-Maskawa）模型
第5节 矢量流守恒（CVC）
第6节 点相互作用的局限——中间玻色子的引入
第7节 弱相互作用中的宇称不守恒问题
第8节 K − K 系统
第七章 弱电统一的规范理论——粒子物理的标准模型 10学时 晏启树
第1节 Higgs 机制
第2节 Yang-Mills 理论
第3节 格拉肖-温伯格-萨拉姆弱电统一模型
第4节 真空自发对称性破缺：Higgs 机制
第5节 费米子质量的获得：Yukawa 耦合
第6节 费米子与规范场相互作用 II
第7节 纯规范场相互作用
第8节 典型物理过程的计算
第八章 强相互作用的规范理论 QCD 5学时 晏启树
第1节 标准模型中的SU（3）规范理论及其特性
第2节 量子化引入规范固定项和鬼场，及其相关的费曼规则，
第3节 复杂色因子的计算

王建雄，1984年毕业于四川大学物理系。1991年在在中国科学院理论物理研究所获得博士学位。1992年在日本高能物理研究中心做博士后。1993年10月到中国科学院高能物理所做博士后，1995年10月留所工作。2001年3月-2002年7月在美国肯塔基大学物理系合作研究。现为高能物理所研究员。主要在微扰场论的计算机自动化计算及粒子物理唯象方面进行了系统的工作，所研究的项目FDC从1993年起已有十多年了，这个项目的主要成果见FDC主页http://www.ihep.ac.cn/lunwen/wjx/public_html/index.html。目前已经先后在国内外重要的学术刊物上发表论文近40余篇，并多次受到国际学术会议的邀请做特邀报告。

晏启树，博士毕业于中国科学院理论物理所，在清华大学、高能所从事博士后研究工作，在KEK做过JSPS学者、在台湾“清华大学”理论物理研究中心、加拿大多伦多大学从事高能物理研究工作，现任中国科学院大学物理科学学院教授，长期在新物理唯象学、Higgs物理、LHC及未来对撞机上的信号背景分析等方面开展理论研究工作，在PRL、JHEP等杂志发表了60余篇学术论文。