粒子物理

课程编码：280216070202P3003 英文名称：Particle Physics 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业课 主讲教师：周宇峰等

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

周宇峰，中国科学院理论物理研究所研究员，国家杰出青年科学基金获得者；于江浩，中国科学院理论物理研究所研究员。