Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana
|
|
|
- Adam Grabowski
- 5 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego 21 listopada 2017 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
2 Egzamin testowy Proponowany termin podstawowy: 2 lutego 2018, godz. 10:00-13:00, sala 0.03 dodatkowy: 27 stycznia 2018, godz. 10:00-13:00, sala 0.06 Proszę o zaznaczenia na liście obecności terminu, w którym chcą/mogą Państwo przystąpić do egzaminu. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
3 Egzamin testowy Proponowany termin podstawowy: 2 lutego 2018, godz. 10:00-13:00, sala 0.03 dodatkowy: 27 stycznia 2018, godz. 10:00-13:00, sala 0.06 Proszę o zaznaczenia na liście obecności terminu, w którym chcą/mogą Państwo przystąpić do egzaminu. Informacje o egzaminie Test składający się z 30 pytań otwartych (zbliżonych do przykładowych pytań z listy) Oczekiwany czas trwania: 90 minut Można korzystać z własnoręcznych notatek Nie można korztstać z książek, wydruków, materiałów kopiowanych Nie wolno korzystać z urządzeń elektronicznych A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
4 Wykład 8 1 Budowa materii (przypomnienie) 2 Diagramy Faynmana 3 Amplituda rozpraszania A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
5 Wykład 8 1 Budowa materii (przypomnienie) 2 Diagramy Faynmana 3 Amplituda rozpraszania A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
6 Budowa materii Cząstki fundamentalne Cząstki, które obecnie uważamy za fundamentalne (niepodzielne) w ramach tzw. Modelu Standardowego fizyki cząstek cząstki materii kwarki i leptony A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
7 Budowa materii Cząstki fundamentalne Cząstki, które obecnie uważamy za fundamentalne (niepodzielne) w ramach tzw. Modelu Standardowego fizyki cząstek cząstki materii kwarki i leptony nośniki oddziaływań γ, g, W ± i Z A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
8 Budowa materii Cząstki fundamentalne Cząstki, które obecnie uważamy za fundamentalne (niepodzielne) w ramach tzw. Modelu Standardowego fizyki cząstek cząstki materii kwarki i leptony nośniki oddziaływań γ, g, W ± i Z bozon Higgsa konieczny dla spójności modelu Nadaje masy wszystkim cząstkom A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
9 Budowa materii Bozony Cegiełki oddziałują ze sobą poprzez wymianę nośników oddziaływań Nośnik przekazuje część energii i/lub pędu jednej cząstki drugiej cząstce oddziaływanie źródło nośnik sprzęga elektromag. ładunek foton γ cząstki naładowane silne kolor gluony g kwarki słabe ładunek słaby bozony W ±, Z wszystkie pośredniczące fermiony A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
10 Budowa materii Bozony Cegiełki oddziałują ze sobą poprzez wymianę nośników oddziaływań Nośnik przekazuje część energii i/lub pędu jednej cząstki drugiej cząstce oddziaływanie źródło nośnik sprzęga elektromag. ładunek foton γ cząstki naładowane silne kolor gluony g kwarki słabe ładunek słaby bozony W ±, Z wszystkie pośredniczące fermiony Foton może się także sprzęgać do bozonów W ± (niosą ładunek). A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
11 Budowa materii Bozony Cegiełki oddziałują ze sobą poprzez wymianę nośników oddziaływań Nośnik przekazuje część energii i/lub pędu jednej cząstki drugiej cząstce oddziaływanie źródło nośnik sprzęga elektromag. ładunek foton γ cząstki naładowane silne kolor gluony g kwarki słabe ładunek słaby bozony W ±, Z wszystkie pośredniczące fermiony Foton może się także sprzęgać do bozonów W ± (niosą ładunek). W oddziaływaniach silnych i słabych dodatkowo pojawiają się oddziaływania między nośnikami! A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
12 Diagramy Omawiając różne procesy, jakie obserwujemy w fizyce cząstek obrazujemy je często przy pomocy diagramów: Najprostszy przypadek zderzenia elektron-pozyton e + µ + µ Rozpad mionu w modelu Weinberg a-salam a µ + ν µ + ν e µ ν µ W _ νe A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
13 Diagramy Omawiając różne procesy, jakie obserwujemy w fizyce cząstek obrazujemy je często przy pomocy diagramów: Najprostszy przypadek zderzenia elektron-pozyton e + µ + µ Rozpad mionu w modelu Weinberg a-salam a µ + ν µ + ν e µ ν µ W Jak należy rozumieć tego typu diagramy? _ νe A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
14 Diagramy Omawiając różne procesy, jakie obserwujemy w fizyce cząstek obrazujemy je często przy pomocy diagramów: Najprostszy przypadek zderzenia elektron-pozyton e + µ + µ Rozpad mionu w modelu Weinberg a-salam a µ + ν µ + ν e µ ν µ W Jak należy rozumieć tego typu diagramy? Czy to tylko ładne rysunki, czy może coś więcej?... _ νe A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
15 Wykład 8 1 Budowa materii (przypomnienie) 2 Diagramy Faynmana 3 Amplituda rozpraszania A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
16 Diagramy Faynmana Tzw. diagramy Faynmana są bardzo przydatnym narzędziem w teorii cząstek i oddziaływań fundamentalnych... Ale musimy je rysować według ściśle określonych reguł! Konwencja Diagram obrazuje (względny) ruch cząstek zależność położenia od czasu x Przykład: poruszający się elektron t A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
17 Diagramy Faynmana Tzw. diagramy Faynmana są bardzo przydatnym narzędziem w teorii cząstek i oddziaływań fundamentalnych... Ale musimy je rysować według ściśle określonych reguł! Konwencja Diagram obrazuje (względny) ruch cząstek zależność położenia od czasu Przykład: poruszający się elektron napotyka drugi elektron poruszający się w przeciwną stronę x t A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
18 Diagramy Faynmana Tzw. diagramy Faynmana są bardzo przydatnym narzędziem w teorii cząstek i oddziaływań fundamentalnych... Ale musimy je rysować według ściśle określonych reguł! Konwencja Diagram obrazuje (względny) ruch cząstek zależność położenia od czasu Przykład: poruszający się elektron napotyka drugi elektron poruszający się w przeciwną stronę oddziałują wymieniając foton x γ t A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
19 Diagramy Faynmana Tzw. diagramy Faynmana są bardzo przydatnym narzędziem w teorii cząstek i oddziaływań fundamentalnych... Ale musimy je rysować według ściśle określonych reguł! Konwencja Diagram obrazuje (względny) ruch cząstek zależność położenia od czasu Przykład: x poruszający się elektron napotyka drugi elektron poruszający się w przeciwną stronę oddziałują wymieniając foton γ wymieniając pęd zmieniają kierunek swojego ruchu, następnie oddalają się od siebie t A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
20 Diagramy Faynmana Tzw. diagramy Faynmana są bardzo przydatnym narzędziem w teorii cząstek i oddziaływań fundamentalnych... Ale musimy je rysować według ściśle określonych reguł! Konwencja Diagram obrazuje (względny) ruch cząstek zależność położenia od czasu Przykład: x poruszający się elektron napotyka drugi elektron poruszający się w przeciwną stronę oddziałują wymieniając foton γ wymieniając pęd zmieniają kierunek swojego ruchu, następnie oddalają się od siebie t A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
21 Diagramy Faynmana Elementarz przykład dla oddziaływań elektronów i fotonów Linia fermionowa: elektron A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
22 Diagramy Faynmana Elementarz przykład dla oddziaływań elektronów i fotonów Linia fermionowa: elektron w stanie początkowym (przed oddziaływaniem) w stanie końcowym (po oddziaływaniu) A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
23 Diagramy Faynmana Elementarz przykład dla oddziaływań elektronów i fotonów Linia fermionowa: elektron lub pozyton w stanie początkowym (przed oddziaływaniem) w stanie końcowym (po oddziaływaniu) pozyton w stanie początkowym pozyton w stanie końcowym A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
24 Diagramy Faynmana Elementarz przykład dla oddziaływań elektronów i fotonów Linia fermionowa: elektron lub pozyton w stanie początkowym (przed oddziaływaniem) w stanie końcowym (po oddziaływaniu) pozyton w stanie początkowym pozyton w stanie końcowym wirtualny/wymieniany (linia wewnętrzna) A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
25 Diagramy Faynmana Elementarz przykład dla oddziaływań elektronów i fotonów Linia fermionowa: elektron lub pozyton w stanie początkowym (przed oddziaływaniem) w stanie końcowym (po oddziaływaniu) pozyton w stanie początkowym pozyton w stanie końcowym wirtualny/wymieniany (linia wewnętrzna) Linia bozonowa: foton w stanie początkowym w stanie końcowym wymieniany między cząstkami A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
26 Diagramy Faynmana Cząstki rzeczywiste Cząstki, które występują (także na diagramie) w stanie początkowym lub w stanie końcowym, są obiektami fizycznymi, które można zmierzyć. muszą mieć wszystkie własności danego typu cząstki A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
27 Diagramy Faynmana Cząstki rzeczywiste Cząstki, które występują (także na diagramie) w stanie początkowym lub w stanie końcowym, są obiektami fizycznymi, które można zmierzyć. muszą mieć wszystkie własności danego typu cząstki W szczególności muszą spełniać zależność między energią, pędem i masą, którą narzuca Szczególna Teoria Względności: E 2 = p 2 c 2 + m 2 c 4 o cząstkach takich mówimy też, że są na powłoce masy A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
28 Diagramy Faynmana Cząstki rzeczywiste Cząstki, które występują (także na diagramie) w stanie początkowym lub w stanie końcowym, są obiektami fizycznymi, które można zmierzyć. muszą mieć wszystkie własności danego typu cząstki W szczególności muszą spełniać zależność między energią, pędem i masą, którą narzuca Szczególna Teoria Względności: E 2 = p 2 c 2 + m 2 c 4 o cząstkach takich mówimy też, że są na powłoce masy W przypadku fotonu wiemy, że nie ma on masy, więc można też wprowadzić zmienną E 2 = p 2 c 2 q 2 E 2 p 2 c 2 i dla rzeczywistego fotonu wiemy, że q 2 = 0 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
29 Diagramy Faynmana Cząstki wirtualne Cząstki, które łączą na diagramie dwa wierzchołki nazywamy cząstkami wirtualnymi. Cząstek takich nie obserwujemy w doświadczeniu. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
30 Diagramy Faynmana Cząstki wirtualne Cząstki, które łączą na diagramie dwa wierzchołki nazywamy cząstkami wirtualnymi. Cząstek takich nie obserwujemy w doświadczeniu. Ponieważ proces wymiany może trwać dowolnie krótko ich masa nie jest ustalona. Wartość: q 2 E 2 p 2 c 2 nazywamy wirtualnością cząstki. Dla cząstek wirtualnych (na ogół) q 2 m 2 c 4 mówimy, że cząstki te są poza powłoką masy A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
31 Diagramy Faynmana Cząstki wirtualne Cząstki, które łączą na diagramie dwa wierzchołki nazywamy cząstkami wirtualnymi. Cząstek takich nie obserwujemy w doświadczeniu. Ponieważ proces wymiany może trwać dowolnie krótko ich masa nie jest ustalona. Wartość: q 2 E 2 p 2 c 2 nazywamy wirtualnością cząstki. Dla cząstek wirtualnych (na ogół) q 2 m 2 c 4 mówimy, że cząstki te są poza powłoką masy Wirtualność q 2 może być zarówno większa jak i mniejsza od m 2 c 4. Zależy to od rozważanego procesu... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
32 Diagramy Faynmana Diagramy skrzyżowane Na poprawnie narysowany diagram, możemy patrzeć z każdej strony. Możemy go obracać! Rozpraszanie Comptona + γ + γ γ γ A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
33 Diagramy Faynmana Diagramy skrzyżowane Na poprawnie narysowany diagram, możemy patrzeć z każdej strony. Możemy go obracać! Rozpraszanie Comptona + γ + γ γ Jeśli obrócimy diagram... γ A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
34 Diagramy Faynmana Diagramy skrzyżowane Na poprawnie narysowany diagram, możemy patrzeć z każdej strony. Możemy go obracać! Rozpraszanie Comptona + γ + γ γ Jeśli obrócimy diagram... Anihilacja elektron-pozyton e + + γ + γ Wychodzący elektron zamienia się na wchodzący pozyton!!! e + A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29 γ
35 Diagramy Faynmana Zasady zachowania Konwencja, zgodnie z którą kierunek strzałki na linii fermionowej jest przeciwny dla antycząstek, ma głębokie uzasadnienie. Strzałka wskazuje kierunek przepływu liczb kwantowych cząstki (ładunku, liczby leptonowej, dziwności itp.) W każdym wierzchołku diagramu musimy mieć tyle samo wchodzących co wychodzących linii fermionowych! Dzięki temu od razu wiemy czy jest zgodny z zasadami zachowania... Dozwolone: + γ + γ Zabronione: + γ + ν e γ γ γ ν e A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
36 Diagramy Faynmana Diagramy skrzyżowane Wszystkie poniższe procesy opisuje ten sam diagram! Jeśli może zajść jedna z tych reakcji, wtedy wszystkie obrócone są też dozwolone. Prawdopodobieństwa ich zajścia są powiązane... e + µ + µ µ + µ e + e + γ µ µ + µ µ + γ e + µ µ µ µ + µ µ + µ µ e + µ + e + µ + γ γ γ e + µ e + µ e + e + e + e + A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
37 Diagramy Faynmana Diagramy skrzyżowane Wszystkie poniższe procesy opisuje ten sam diagram! Jeśli może zajść jedna z tych reakcji, wtedy wszystkie obrócone są też dozwolone. Prawdopodobieństwa ich zajścia są powiązane... e + µ + µ µ + µ e + e + γ µ + µ γ Cząstkę (antycząstkę) ze stanu początkowego możemy zawsze zamienić na antycząstkę (cząstkę) w stanie końcowym i na odwrót... µ µ µ µ + + µ µ µ µ e + µ + e + µ + γ µ + γ µ e + γ e + µ e + µ e + e + e + e + A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
38 Diagramy Faynmana Wierzchołki dla innych oddziaływań u u Dla oddziaływań elektromagnetycznych nie może nastąpić zmiana zapachu (ani ładunku) fermionu. γ µ µ Z o Podobnie w przypadku oddziaływań słabych z wymianą Z (nie istnieją prądy neutralne zmieniające zapach). A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
39 Diagramy Faynmana Wierzchołki dla innych oddziaływań u u Dla oddziaływań elektromagnetycznych nie może nastąpić zmiana zapachu (ani ładunku) fermionu. γ µ µ Z o Podobnie w przypadku oddziaływań słabych z wymianą Z (nie istnieją prądy neutralne zmieniające zapach). µ ν µ W Natomiast wymiana W ± wiąże się ze zmianą zapachu w ramach dubletów cząstek (patrz wykład 6). A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
40 Diagramy Faynmana Wierzchołki dla innych oddziaływań u γ u Dla oddziaływań elektromagnetycznych nie może nastąpić zmiana zapachu (ani ładunku) fermionu. µ µ Z o Podobnie w przypadku oddziaływań słabych z wymianą Z (nie istnieją prądy neutralne zmieniające zapach). µ ν µ W Natomiast wymiana W ± wiąże się ze zmianą zapachu w ramach dubletów cząstek (patrz wykład 6). d g d W oddziaływaniach silnych (wymiana gluonu) nie ma zmiany zapachu, zmienia się natomiast kolor kwarku... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
41 Diagramy Faynmana d u d Przykłady W u d _ νe Rozpad neutronu: n p + + ν e na poziomie kwarkowym: d u + + ν e A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
42 Diagramy Faynmana d u d Przykłady W u d _ νe Rozpad neutronu: n p + + ν e na poziomie kwarkowym: d u + + ν e ν e Jest opisany tym samym diagramem co oddziaływanie neutrina: d u d W u d ν e + n p + ν e + d u + A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
43 Diagramy Faynmana d u d Przykłady W u d _ νe Rozpad neutronu: n p + + ν e na poziomie kwarkowym: d u + + ν e d u d ν e W + Jest opisany tym samym diagramem co oddziaływanie neutrina: ν e + n p + ν u e + d u + d Znak wymienianego W jest w tym przypadku umowny... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
44 Diagramy Faynmana d u d Przykłady W u d _ νe Rozpad neutronu: n p + + ν e na poziomie kwarkowym: d u + + ν e _ d u W _ ν e Jest opisany tym samym diagramem co rozpad pionu: π + ν e d + ū + ν e A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
45 Diagramy Faynmana Przepływ koloru q B q R g BR _ dla oddziaływań silnych Cechą szczególną oddziaływań silnych jest to, że gluon niesie ładunek kolorowy: kolor + antykolor. Kwark emitując gluon zmienia swój kolor! q B q R + g B R g _ B R _ q_ R q B Podobnie gluon (wirtualny) może konwertować na parę kwarków. Kwarki te mają różne kolory, bo początkowy gluon nie jest biały": g B R q B + q R A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
46 Diagramy Faynmana Przepływ koloru q B q R g BR _ dla oddziaływań silnych Cechą szczególną oddziaływań silnych jest to, że gluon niesie ładunek kolorowy: kolor + antykolor. Kwark emitując gluon zmienia swój kolor! q B q R + g B R g _ B R g _ B R _ q_ R q B g _ GR g _ B G Podobnie gluon (wirtualny) może konwertować na parę kwarków. Kwarki te mają różne kolory, bo początkowy gluon nie jest biały": g B R q B + q R Gluon może także rozszczepić się na dwa gluony. Ładunek kolorowy musi być w każdym wierzchołku zachowany!!! A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
47 Wykład 8 1 Budowa materii (przypomnienie) 2 Diagramy Faynmana 3 Amplituda rozpraszania A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
48 Falowe własności cząstek W roku 1923 Louis de Broglie wysunął hipotezę, że wszystkie cząstki powinny przejawiać własności falowe! Dyfrakcja na strukturach heksagonalnych Światło Elektrony A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
49 Mechanika kwantowa Mechanika klasyczna Jeśli znamy dokładnie początkowe położenia i prędkości wszystkich elementów układu (np. planet w Układzie Słonecznym) potrafimy przewidzieć w jakim stanie będzie się znajdował w przyszłości. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
50 Mechanika kwantowa Mechanika klasyczna Jeśli znamy dokładnie początkowe położenia i prędkości wszystkich elementów układu (np. planet w Układzie Słonecznym) potrafimy przewidzieć w jakim stanie będzie się znajdował w przyszłości. Mechanika kwantowa Ruch cząstki to rozchodzenie się fali prawdopodobieństwa Falę opisuje tzw. funkcja falowa ψ( r, t), której ewolucję potrafimy opisać odpowiednimi równaniami (np. równanie Schrödingera, 1925) A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
51 Mechanika kwantowa Mechanika klasyczna Jeśli znamy dokładnie początkowe położenia i prędkości wszystkich elementów układu (np. planet w Układzie Słonecznym) potrafimy przewidzieć w jakim stanie będzie się znajdował w przyszłości. Mechanika kwantowa Ruch cząstki to rozchodzenie się fali prawdopodobieństwa Falę opisuje tzw. funkcja falowa ψ( r, t), której ewolucję potrafimy opisać odpowiednimi równaniami (np. równanie Schrödingera, 1925) Kwadrat amplitudy funkcji falowej daje nam prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w danym miejscu i danej chwili czasu p = ψ( r, t) 2 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
52 Mechanika kwantowa Mechanika klasyczna Jeśli znamy dokładnie początkowe położenia i prędkości wszystkich elementów układu (np. planet w Układzie Słonecznym) potrafimy przewidzieć w jakim stanie będzie się znajdował w przyszłości. Mechanika kwantowa Ruch cząstki to rozchodzenie się fali prawdopodobieństwa Falę opisuje tzw. funkcja falowa ψ( r, t), której ewolucję potrafimy opisać odpowiednimi równaniami (np. równanie Schrödingera, 1925) Kwadrat amplitudy funkcji falowej daje nam prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w danym miejscu i danej chwili czasu p = ψ( r, t) 2 Dopiero dedykowany pomiar może rozstrzygnąć gdzie znajduje się cząstka. Wcześniej możemy tylko "zgadywać"... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
53 Mechanika kwantowa Mechanika klasyczna Jeśli znamy dokładnie początkowe położenia i prędkości wszystkich elementów układu (np. planet w Układzie Słonecznym) potrafimy przewidzieć w jakim stanie będzie się znajdował w przyszłości. Mechanika kwantowa Ruch cząstki to rozchodzenie się fali prawdopodobieństwa Falę opisuje tzw. funkcja falowa ψ( r, t), której ewolucję potrafimy opisać odpowiednimi równaniami (np. równanie Schrödingera, 1925) Kwadrat amplitudy funkcji falowej daje nam prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w danym miejscu i danej chwili czasu p = ψ( r, t) 2 Dopiero dedykowany pomiar może rozstrzygnąć gdzie znajduje się cząstka. Wcześniej możemy tylko "zgadywać"... Nie możemy dowolnie dokładnie poznać stanu cząstki, np. jednocześnie zmierzyć położenie i pęd - zasada nieoznaczoności. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
54 Amplituda rozpraszania Prawdopodobieństwo reakcji Podobnie jak w przypadku opisu zachowania pojedynczej cząstki, mechanika kwantowa opisuje oddziaływania cząstek fundamentalnych. Zderzając cząstki nigdy nie możemy przewidzieć jaka reakcja zajdzie, możemy wyłącznie policzyć prawdopodobieństwo. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
55 Amplituda rozpraszania Prawdopodobieństwo reakcji Podobnie jak w przypadku opisu zachowania pojedynczej cząstki, mechanika kwantowa opisuje oddziaływania cząstek fundamentalnych. Zderzając cząstki nigdy nie możemy przewidzieć jaka reakcja zajdzie, możemy wyłącznie policzyć prawdopodobieństwo. Prawdopodobieństwo przejścia od zadanego stanu początkowego i do stanu końcowego f zależy od kwadratu amplitudy odpowiedniego procesu p i f M if 2 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
56 Amplituda rozpraszania Prawdopodobieństwo reakcji Podobnie jak w przypadku opisu zachowania pojedynczej cząstki, mechanika kwantowa opisuje oddziaływania cząstek fundamentalnych. Zderzając cząstki nigdy nie możemy przewidzieć jaka reakcja zajdzie, możemy wyłącznie policzyć prawdopodobieństwo. Prawdopodobieństwo przejścia od zadanego stanu początkowego i do stanu końcowego f zależy od kwadratu amplitudy odpowiedniego procesu p i f 2 M if procesy W przypadku gdy możliwych jest kilka procesów prowadzących do tego samego stanu końcowego, należy dodać ich amplitudy A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
57 Amplituda rozpraszania Prawdopodobieństwo reakcji Podobnie jak w przypadku opisu zachowania pojedynczej cząstki, mechanika kwantowa opisuje oddziaływania cząstek fundamentalnych. Zderzając cząstki nigdy nie możemy przewidzieć jaka reakcja zajdzie, możemy wyłącznie policzyć prawdopodobieństwo. Prawdopodobieństwo przejścia od zadanego stanu początkowego i do stanu końcowego f zależy od kwadratu amplitudy odpowiedniego procesu p i f f 2 M if procesy W przypadku gdy możliwych jest kilka procesów prowadzących do tego samego stanu końcowego, należy dodać ich amplitudy W przypadku gdy uwzględniamy różne możliwe stany końcowe (np. produkcja różnych zapachów kwarków) należy dodać kwadraty amplitud A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
58 Amplituda rozpraszania Diagramy Faynmana Diagramy Faynmana nie są wyłącznie ilustracją przebiegu danego procesu. Dają nam one także ścisłe reguły liczenia odpowiednich amplitud! A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
59 Amplituda rozpraszania Diagramy Faynmana Diagramy Faynmana nie są wyłącznie ilustracją przebiegu danego procesu. Dają nam one także ścisłe reguły liczenia odpowiednich amplitud! Każdemy elementowi diagramu wierzchołkom oddziaływania liniom wewnętrznym (tzw. propagatorom) liniom zewnętrznym (cząstki stanu początkowego i końcowego) przyporządkowujemy odpowiednie wyrażenie algebraiczne, zależne od typu cząstki, rodzaju oddziaływania itp. A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
60 Amplituda rozpraszania Diagramy Faynmana Diagramy Faynmana nie są wyłącznie ilustracją przebiegu danego procesu. Dają nam one także ścisłe reguły liczenia odpowiednich amplitud! Każdemy elementowi diagramu wierzchołkom oddziaływania liniom wewnętrznym (tzw. propagatorom) liniom zewnętrznym (cząstki stanu początkowego i końcowego) przyporządkowujemy odpowiednie wyrażenie algebraiczne, zależne od typu cząstki, rodzaju oddziaływania itp. Następnie musimy tylko pracowicie przekształcić otrzymane wyrażenie na amplitudę, żeby dostać interesujący nas wynik. Dla najprostszych procesów można to zrobić na kartce papieru. Dla bardziej skomplikowanych mamy dedykowane programy komputerowe... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
61 F.Haltzen, A.D.Martin, Quarks and Leptons A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29 Amplituda rozpraszania Diagramy Faynmana zestaw reguł dla Modelu Stadnardowego
62 Amplituda rozpraszania Przykład oszacowanie zależności od energii zderzenia Proces e + µ + µ e + γ µ µ + Do amplitudy procesu wliczamu: dwa wierzchołki: nie zależą od enegii sprzężenie fotonu proporcjonalne do ładunku fermionu q f propagator fotonu: 1/E 2 zewnętrzne fermiony: E Ostatecznie okazuje się, że amplituda nie zależy od energii: M e + µ + µ 1 E 2 ( E ) 4 qe q µ = q e q µ Ostatecznie prawdopodobieństwo reakcji (przekrój czynny) maleje jak 1/E 2 bo dochodzi czynnik kinematyczny... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
63 Amplituda rozpraszania Przykład q e q q e + γ _ q q W wyniku anihilacji elektron-pozyton mogą też powstawać kwarki e + q q Czego powstanie więcej, mionów czy kwarków? A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
64 Amplituda rozpraszania Przykład q e q q e + γ _ q q W wyniku anihilacji elektron-pozyton mogą też powstawać kwarki e + q q Czego powstanie więcej, mionów czy kwarków? Dla produkcji kwarków, zmienia się ładunek w jednym z wierzchołków: R = σ(e+ q q) σ(e + µ + µ ) = M e + q q 2 M e + µ + µ 2 = q2 e q 2 q q 2 e q 2 µ = q2 q q 2 µ A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
65 Amplituda rozpraszania Przykład q e q q e + γ _ q q W wyniku anihilacji elektron-pozyton mogą też powstawać kwarki e + q q Czego powstanie więcej, mionów czy kwarków? Dla produkcji kwarków, zmienia się ładunek w jednym z wierzchołków: R = σ(e+ q q) σ(e + µ + µ ) = M e + q q 2 M e + µ + µ 2 = q2 e q 2 q q 2 e q 2 µ = q2 q q 2 µ czyli pojedynczy kwark produkowany jest rzadziej niż mion (q q = 2 3, 1 3 )... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
66 Amplituda rozpraszania Przykład W doświadczeniu nie rozróżniamy (naogół) zapachów kwarków. Tak więc mierzona wartość R powinna wynosić (qµ 2 = 1) R = qq 2 = 2 3 q zależnie od energii. (u, d, s) lub 10 9 (u, d, s, c) lub 11 9 (u, d, s, c, b) A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
67 Amplituda rozpraszania Przykład W doświadczeniu nie rozróżniamy (naogół) zapachów kwarków. Tak więc mierzona wartość R powinna wynosić (qµ 2 = 1) R = qq 2 = 2 3 q (u, d, s) lub 10 9 (u, d, s, c) lub 11 9 (u, d, s, c, b) zależnie od energii. Mierzona wartość R w funkcji energii zderzenia e + : 10 3 J / ψ ψ (2S) Υ Z Mierzona wartość 3 za duża?! R ω φ ρ ρ s [GeV] A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
68 Amplituda rozpraszania Przykład W doświadczeniu nie rozróżniamy (naogół) zapachów kwarków. Tak więc mierzona wartość R powinna wynosić (qµ 2 = 1) R = N c qq 2 = 2 (u, d, s) lub 10 (u, d, s, c) lub 11 (u, d, s, c, b) 3 3 q zależnie od energii. Mierzona wartość R w funkcji energii zderzenia e + : 10 3 J / ψ ψ (2S) Υ Z Mierzona wartość 3 za duża?! R ρ φ ω ρ s [GeV] Kwarków jest 3 więcej Trzeba liczyć każdy kolor osobno!!! N c 3 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
69 Amplituda rozpraszania Stałe sprzężenia Dla oddziaływań fotonu, każdy wierzchołek daje czynnik q f u u do amplitudy. Wkład do prawdopodobieństwa procesu proporcjonalny jest do γ µ µ Z o α em e 2 4πɛ 0 h c tzw. stała struktury subtelnej µ ν µ W d d g A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
70 Amplituda rozpraszania Stałe sprzężenia Dla oddziaływań fotonu, każdy wierzchołek daje czynnik q f u u do amplitudy. Wkład do prawdopodobieństwa procesu proporcjonalny jest do γ µ µ Z o µ ν µ W α em Dla oddziaływań słabych: e 2 4πɛ 0 h c tzw. stała struktury subtelnej α w = g 2 w 4π 1 32 d d g A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
71 Amplituda rozpraszania Stałe sprzężenia Dla oddziaływań fotonu, każdy wierzchołek daje czynnik q f u u do amplitudy. Wkład do prawdopodobieństwa procesu proporcjonalny jest do γ µ µ Z o µ ν µ d W g d α em Dla oddziaływań słabych: Dla oddziaływań silnych: e 2 4πɛ 0 h c tzw. stała struktury subtelnej α w = g 2 w 4π 1 32 α s = g 2 s 4π 1 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
72 Amplituda rozpraszania Propagatory Stała sprzężenia dla oddziaływań słabych (α w 1 32 ) jest większa niż dla elektromagnetycznych (α em ). Dlaczego więc są słabe? Rozpad π γγ d d _ (EM) γ γ Rozpad π ν e _ d u W (oddz. słabe) _ ν e A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
73 Amplituda rozpraszania Propagatory Stała sprzężenia dla oddziaływań słabych (α w 1 32 ) jest większa niż dla elektromagnetycznych (α em ). Dlaczego więc są słabe? Rozpad π γγ d d _ Dwa wierzchołki: (EM) α 2 em γ γ Rozpad π ν e _ d u W (oddz. słabe) _ ν e αw 2 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
74 Amplituda rozpraszania Propagatory Stała sprzężenia dla oddziaływań słabych (α w 1 32 ) jest większa niż dla elektromagnetycznych (α em ). Dlaczego więc są słabe? Rozpad π γγ d d _ Dwa wierzchołki: (EM) α 2 em γ γ Rozpad π ν e _ d u W (oddz. słabe) _ ν e αw 2 Propagator: 1 m 2 q 1 M 4 W A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
75 Amplituda rozpraszania Propagatory Stała sprzężenia dla oddziaływań słabych (α w 1 32 ) jest większa niż dla elektromagnetycznych (α em ). Dlaczego więc są słabe? Rozpad π γγ d d _ Dwa wierzchołki: (EM) α 2 em γ γ Rozpad π ν e _ d u W (oddz. słabe) _ ν e αw 2 Propagator: 1 m 2 q 1 M 4 W τ = s τ = s Oddziaływania słabe są słabe (duże τ) dlatego, że masa W jest duża!... A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 21 listopada / 29
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Diagramy Faynmana
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 27 listopada 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 8 27 listopada 2018 1 / 28 1 Budowa materii (przypomnienie)
Cząstki i siły. Piotr Traczyk. IPJ Warszawa
Cząstki i siły tworzące nasz wszechświat Piotr Traczyk IPJ Warszawa Plan Wstęp Klasyfikacja cząstek elementarnych Model Standardowy 2 Wstęp 3 Jednostki, konwencje Prędkość światła c ~ 3 x 10 8 m/s Stała
Wstęp do Modelu Standardowego
Wstęp do Modelu Standardowego Dynamika oddziaływań cząstek Elektrodynamika kwantowa (QED) Chromodynamika kwantowa (QCD) Oddziaływania słabe Tomasz Szumlak AGH-UST Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
WYKŁAD Wszechświat cząstek elementarnych. 24.III.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masa W
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 6 24 24.III.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Oddziaływania kolorowe i biegnąca stała sprzężenia α s Oddziaływania słabe Masa W Stałe sprzężenia Siła elementarnego
Oddziaływania elektrosłabe
Oddziaływania elektrosłabe X ODDZIAŁYWANIA ELEKTROSŁABE Fizyka elektrosłaba na LEPie Liczba pokoleń. Bardzo precyzyjne pomiary. Obserwacja przypadków. Uniwersalność leptonów. Mieszanie kwarków. Macierz
WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów
Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów WYKŁAD 8 Maria Krawczyk, A.Filip Żarnecki, Wydział Fizyki UW Siły: porównania oddziaływań stałe sprzężenia Diagramy Feynmana Oddziaływania: elektromagnetyczne
Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych
Fizyka cząstek elementarnych i oddziaływań podstawowych Wykład 1 Wstęp Jerzy Kraśkiewicz Krótka historia Odkrycie promieniotwórczości 1895 Roentgen odkrycie promieni X 1896 Becquerel promieniotwórczość
WYKŁAD 5 sem zim.2010/11
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 5 sem zim.2010/11 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Siły: porównania oddziaływań stałe sprzężenia Diagramy Feynmana Oddziaływania: elektromagnetyczne
WYKŁAD 7. Wszechświat cząstek elementarnych. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 7 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Siły: porównania oddziaływań stałe sprzężenia Diagramy Feynmana Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne
Skad się bierze masa Festiwal Nauki, Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 A.F.Żarnecki p.1/39
Skad się bierze masa Festiwal Nauki Wydział Fizyki U.W. 25 września 2005 dr hab. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Skad się bierze masa Festiwal Nauki,
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 17.III.2010 Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne i silne (kolorowe) Biegnące stałe sprzężenia:
Salam,Weinberg (W/Z) t Hooft, Veltman 1999 (renomalizowalność( renomalizowalność)
Teoria cząstek elementarnych 23.IV.08 1948 nowa faza mechaniki kwantowej precyzyjne pomiary wymagały precyzyjnych obliczeń metoda Feynmana Diagramy Feynmana i reguły Feynmana dziś uniwersalne narzędzie
Oddziaływania. Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)
Oddziaływania Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED) Teoria Yukawy Zasięg oddziaływań i propagator bozonowy Równanie Diraca Antycząstki; momenty
Atomowa budowa materii
Atomowa budowa materii Wszystkie obiekty materialne zbudowane są z tych samych elementów cząstek elementarnych Cząstki elementarne oddziałują tylko kilkoma sposobami oddziaływania wymieniając kwanty pól
WYKŁAD 6. Oddziaływania kolorowe cd. Oddziaływania słabe. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 6 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 11.XI.2009 Oddziaływania kolorowe cd. Oddziaływania słabe Cztery podstawowe oddziaływania Oddziaływanie grawitacyjne
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. p f Θ foton elektron p f p e 0 p e Zderzenia fotonów
WYKŁAD Prawdopodobieństwo procesów dla bardzo dużych energii, konieczność istnienia cząstki Higgsa
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 10 29.04 29.04.2009.2009 1 Prawdopodobieństwo procesów dla bardzo dużych energii, konieczność istnienia cząstki Higgsa Cząstki fundamentalne w Modelu Standardowym
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Detekcja cząstek
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego 24 października 2017 A.F.Żarnecki WCE Wykład 4 24 października
Mechanika. Fizyka I (B+C) Wykład I: dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej
Fizyka I (B+C) Mechanika Wykład I: Informacje ogólne Wprowadzenie Co to jest fizyka? Czym zajmuje się fizyka? dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania silne
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania silne Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 6 listopada 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 5 6 listopada 2018 1 / 37 Oddziaływania
Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski
Cząstki elementarne wprowadzenie Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Historia badania struktury materii XVII w.: ruch gwiazd i planet, zasady dynamiki, teoria grawitacji, masa jako
Elementy Fizyki Jądrowej. Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania
Elementy Fizyki Jądrowej Wykład 5 cząstki elementarne i oddzialywania atom co jest elementarne? jądro nukleon 10-10 m 10-14 m 10-15 m elektron kwark brak struktury! elementarność... 1897 elektron (J.J.Thomson)
Cząstki elementarne. Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków.
Cząstki elementarne Składnikami materii są leptony, mezony i bariony. Leptony są niepodzielne. Mezony i bariony składają się z kwarków. Cząstki elementarne Leptony i kwarki są fermionami mają spin połówkowy
Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii
Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Zakład Cząstek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wykład 2 9 października 2017 A.F.Żarnecki
Oddziaływania. Przekrój czynny Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana. Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED)
Oddziaływania Przekrój czynny Zachowanie liczby leptonowej i barionowej Diagramy Feynmana Elementy kwantowej elektrodynamiki (QED) Teoria Yukawy Zasięg oddziaływań i propagator bozonowy Równanie Diraca
Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 12 3.0 12.1 14 3.5 14.1 16 4.0 16.1 18 4.5 18.1 20 5.0
WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK. Julia Hoffman (NCU)
WSTĘP DO FIZYKI CZĄSTEK Julia Hoffman (NCU) WSTĘP DO WSTĘPU W wykładzie zostały bardzo ogólnie przedstawione tylko niektóre zagadnienia z zakresu fizyki cząstek elementarnych. Sugestie, pytania, uwagi:
Podstawy Fizyki Jądrowej
Podstawy Fizyki Jądrowej III rok Fizyki Kurs WFAIS.IF-D008.0 Składnik egzaminu licencjackiego (sesja letnia)! OPCJA: Po uzyskaniu zaliczenia z ćwiczeń możliwość zorganizowania ustnego egzaminu (raczej
Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy?
Bozon Higgsa prawda czy kolejny fakt prasowy? Sławomir Stachniewicz, IF PK 1. Standardowy model cząstek elementarnych Model Standardowy to obecnie obowiązująca teoria cząstek elementarnych, które są składnikami
Fizyka cząstek elementarnych. Tadeusz Lesiak
Fizyka cząstek elementarnych Tadeusz Lesiak 1 WYKŁAD IX Oddziaływania słabe T.Lesiak Fizyka cząstek elementarnych 2 Rola oddziaływań słabych w przyrodzie Oddziaływania słabe są odpowiedzialne (m.in.) za:
Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ewa Rondio cząstki elementarne krótka historia pierwsze cząstki próby klasyfikacji troche o liczbach kwantowych kolor uwięzienie kwarków obecny stan wiedzy oddziaływania
Oddziaływania fundamentalne
Oddziaływania fundamentalne Silne: krótkozasięgowe (10-15 m). Siła rośnie ze wzrostem odległości. Znaczna siła oddziaływania. Elektromagnetyczne: nieskończony zasięg, siła maleje z kwadratem odległości.
Zderzenia relatywistyczna
Zderzenia relatywistyczna Dynamika relatywistyczna Zasady zachowania Relatywistyczne wyrażenie na pęd cząstki: gdzie Relatywistyczne wyrażenia na energię cząstki: energia kinetyczna: energia spoczynkowa:
WYKŁAD 8. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 8 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Oddziaływania słabe Cztery podstawowe siłyprzypomnienie Oddziaływanie grawitacyjne Działa między wszystkimi cząstkami, jest
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek
Wszechświat czastek elementarnych Detekcja czastek Wykład Ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki U.W. prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych, Instytut Fizyki Doświadczalnej A.F.Żarnecki
Symetrie w fizyce cząstek elementarnych
Symetrie w fizyce cząstek elementarnych Odkrycie : elektronu- koniec XIX wieku protonu początek XX neutron lata 3 XX w; mion µ -1937, mezon π 1947 Lata 5 XX w zalew nowych cząstek; łączna produkcja cząstek
Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 1.III Fizyka cząstek elementanych Odkrycia
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 1.III.2010 Fizyka cząstek elementanych Odkrycia Skąd ten tytuł wykładu? Opis Wszechświata nie jest możliwy
Wszechświat cząstek elementarnych. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 4 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 9.III.2011 Spin - historia odkrycia Fermiony i bozony Oddziaływanie słabe i rodziny cząstek fundamentalnych Spin - jeszcze jedna
Cząstki elementarne i ich oddziaływania III
Cząstki elementarne i ich oddziaływania III 1. Przekrój czynny. 2. Strumień cząstek. 3. Prawdopodobieństwo procesu. 4. Szybkość reakcji. 5. Złota Reguła Fermiego 1 Oddziaływania w eksperymencie Oddziaływania
Cząstki elementarne Odkrycia Prawa zachowania Cząstki i antycząstki
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3 Cząstki elementarne Odkrycia Prawa zachowania Cząstki i antycząstki 4.III.2009 Fizyka cząstek elementarnych Wiek XX niezwykły y rozwój j fizyki, pojawiły y się
WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masy i czasy życia cząstek elementarnych. Kwarki: zapach i kolor. Prawa zachowania i liczby kwantowe:
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Masy i czasy życia cząstek elementarnych Kwarki: zapach i kolor Prawa zachowania i liczby kwantowe: liczba barionowa i liczby
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Początki fizyki cząstek
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Początki fizyki cząstek prof. dr hab. Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki 16 października 2018 A.F.Żarnecki WCE Wykład 2 16 października
Wstęp do chromodynamiki kwantowej
Wstęp do chromodynamiki kwantowej Wykład 1 przez 2 tygodnie wykład następnie wykład/ćwiczenia/konsultacje/lab proszę pamiętać o konieczności posiadania kąta gdy będziemy korzystać z labolatorium (Mathematica
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW sem.letni.2012/13 Spin - historia odkrycia Fermiony i bozony Oddziaływanie słabe i rodziny cząstek fundamentalnych Spin - jeszcze
Wszechświat cząstek elementarnych (dla humanistów)
Wszechświat cząstek elementarnych (dla humanistów) Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki nstytut Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW Odkrycie cząstki Higgsa w LHC (CERN )
Wykład 1. Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów. Maria Krawczyk (IFT), Filip A. Żarnecki (IFD), Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów Wykład 1 Maria Krawczyk (IFT), Filip A. Żarnecki (IFD), Wydział Fizyki UW Odkrycie cząstki Higgsa w LHC (CERN ) - 4 lipca 2012 Nagroda Nobla 2013: F. Englert,
Struktura porotonu cd.
Struktura porotonu cd. Funkcje struktury Łamanie skalowania QCD Spinowa struktura protonu Ewa Rondio, 2 kwietnia 2007 wykład 7 informacja Termin egzaminu 21 czerwca, godz.9.00 Wiemy już jak wygląda nukleon???
Unifikacja elektro-słaba
Unifikacja elektro-słaba ee + Anihilacja Oddziaływania NC (z wymianą bozonu ) - zachowanie zapachów Potrzeba unifikacji Warunki unifikacji elektro-słabej Rezonans Liczenie zapachów neutrin (oraz generacji)
Cząstki elementarne i ich oddziaływania
Cząstki elementarne i ich oddziaływania IV 1. Antycząstki wg Feynmana. 2. Cząstki wirtualne 3. Propagator. 4. Oddziaływania elektromagnetyczne. 1 Interpretacja Feynmana Rozwiązania r. Diraca: są cząstkami
Wszechświat cząstek elementarnych
Wszechświat cząstek elementarnych Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki Instytut Fizyki Teoretycznej i Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW semestr letni, rok akad. 2011/12. 210/9 http://www www.fuw.edu.pl/~
Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków
Oddziaływanie Promieniowania Jonizującego z Materią Tomasz Szumlak WFiIS AGH 03/03/2017, Kraków Labs Prowadzący Tomasz Szumlak, D11, p. 111 Konsultacje Do uzgodnienia??? szumlak@agh.edu.pl Opis przedmiotu
WYKŁAD 5. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Fermiony i bozony. Oddziaływanie słabe i rodziny cząstek fundamentalnych. Spin - historia odkrycia
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Spin - historia odkrycia Fermiony i bozony Oddziaływanie słabe i rodziny cząstek fundamentalnych sem letni 2013/14 Spin - jeszcze
Maria Krawczyk, A.Filip Żarnecki, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów WYKŁAD 9 Maria Krawczyk, A.Filip Żarnecki, Wydział Fizyki UW Teoria cząstek elementarnych- opis zdarzeń Rachunek zaburzeń i nieskończoności Renormalizacja
Wielka Unifikacja. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład XI. Co to jest ładunek?... Biegnaca stała sprzężenia i renormalizacja w QED Pomiar
Wielka Unifikacja Wykład XI Co to jest ładunek?... Elementy fizyki czastek elementarnych Biegnaca stała sprzężenia i renormalizacja w QED Pomiar Biegnaca stała sprzężenia QCD Unifikacja SU(5) Leptokwarki
Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.
1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania słabe
Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Oddziaływania słabe Aleksander Filip Żarnecki Wykład ogólnouniwersytecki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego 7 listopada 2017 A.F.Żarnecki WCE Wykład
WYKŁAD 9. Wszechświat cząstek elementarnych. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych M.Krawczyk, AFZ WCE 9 1 WYKŁAD 9 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Teoria cząstek elementarnych- opis zdarzeń Rachunek zaburzeń i nieskończoności Renormalizacja Prawdopodobieństwo
WYKŁAD X.2009 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 4 28 Spin Fermiony i bozony Oddziaływanie słabe Rodziny fermionów fundamentalnych Prawe i lewe fermiony o spinie ½ Siły Porównania oddziaływań
Oddziaływania słabe i elektrosłabe
Oddziaływania słabe i elektrosłabe IX ODDZIAŁYWANIA SŁABE Kiedy są widoczne. Jak bardzo są słabe. Teoria Fermiego Ciężkie bozony pośredniczące. Łamanie parzystości P. ODDZIAŁYWANIA ELEKTROSŁABE Słabe a
Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN
Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN mgr inż. Małgorzata Janik - majanik@cern.ch mgr inż. Łukasz Graczykowski - lgraczyk@cern.ch Zakład Fizyki Jądrowej, Wydział
Na tropach czastki Higgsa
Na tropach czastki Higgsa Wykład inauguracyjny 2004/2005 A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Na tropach czastki Higgsa Wykład inauguracyjny 2004/2005
WYKŁAD IV.2013
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 10 24.IV.2013 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Teoria cząstek elementarnych- opis zdarzeń Rachunek zaburzeń i nieskończoności Renormalizacja Prawdopodobieństwo
PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ
PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 194 wysunął hipotezę, że cząstki materialne także charakteryzują się dualizmem korpuskularno-falowym. Hipoteza de Broglie
Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia?
Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia? Cząstki elementarne Kosmologia Wielkość i kształt Świata Ptolemeusz (~100 n.e. - ~165 n.e.) Mikołaj Kopernik (1473 1543) geocentryzm
Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy
Początek XX wieku Światło: fala czy cząstka? Kwantowanie energii promieniowania termicznego postulat Plancka efekt fotoelektryczny efekt Comptona Fale materii de Broglie a Dualizm korpuskularno - falowy
Zderzenia relatywistyczne
Zderzenia relatywistyczne Fizyka I (B+C) Wykład XIX: Zderzenia nieelastyczne Energia progowa Rozpady czastek Neutrina Zderzenia relatywistyczne Zderzenia elastyczne 2 2 Czastki rozproszone takie same jak
Wszechświat cząstek elementarnych
Wszechświat cząstek elementarnych Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki Instytut Fizyki Teoretycznej i Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW semestr letni, rok akad.. 2010/11 http://www www.fuw.edu.pl/~
WYKŁAD 9. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 9 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 1.XII.2010 Teoria cząstek elementarnych- opis zdarzeń Rachunek zaburzeń i nieskończoności Renormalizacja Prawdopodobieństwo
Już wiemy. Wykład IV J. Gluza
Już wiemy Oddziaływania: QED, QCD, słabe Ładunek kolor, potencjały w QED i QCD Stała struktury subtelnej zależy od odległości od ładunku: wielkie osiągnięcie fizyki oddziaływań elementarnych (tzw. running)
Wstęp do oddziaływań hadronów
Wstęp do oddziaływań hadronów Mariusz Przybycień Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia GórniczoHutnicza Wykład 3 M. Przybycień (WFiIS AGH) Wstęp do oddziaływań hadronów Wykład 3 1 / 16 Diaramy
Fizyka 3.3 WYKŁAD II
Fizyka 3.3 WYKŁAD II Promieniowanie elektromagnetyczne Dualizm korpuskularno-falowy światła Fala elektromagnetyczna Strumień fotonów o energii E F : E F = hc λ c = 3 10 8 m/s h = 6. 63 10 34 J s Światło
Wykłady z Fizyki. Kwanty
Wykłady z Fizyki 10 Kwanty Zbigniew Osiak OZ ACZE IA B notka biograficzna C ciekawostka D propozycja wykonania doświadczenia H informacja dotycząca historii fizyki I adres strony internetowej K komentarz
Wykład 1. Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów. Maria Krawczyk (IFT), Filip A. Żarnecki (IFD), Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla humanistów Wykład 1 Maria Krawczyk (IFT), Filip A. Żarnecki (IFD), Wydział Fizyki UW Odkrycie cząstki Higgsa w LHC (CERN ) - 4 lipca 2012 Nagroda Nobla 2013: F. Englert,
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 1 7.X.2009 Informacje ogólne o wykładzie Fizyka cząstek elementarnych Odkrycia Skąd ten tytuł wykładu? Wytłumaczenie dlaczego Wszechświat wygląda
Światło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Wszechświat cząstek elementarnych (dla humanistów)
Wszechświat cząstek elementarnych (dla humanistów) Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki nstytut Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW Odkrycie cząstki Higgsa w CERN ogłoszone
Bozon Higgsa oraz SUSY
Bozon Higgsa oraz SUSY Bozon Higgsa Poszukiwania bozonu Higgsa w LEP i Tevatronie - otrzymane ograniczenia na masę H Plany poszukiwań w LHC Supersymetria (SUSY) Zagadkowe wyniki CDF Masy cząstek cząstki
WYKŁAD 3. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Masy i czasy życia cząstek elementarnych. Kwarki: zapach i kolor. Prawa zachowania i liczby kwantowe:
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Masy i czasy życia cząstek elementarnych Kwarki: zapach i kolor Prawa zachowania i liczby kwantowe: liczba barionowa i liczby
Wszechświat czastek elementarnych
Wszechświat czastek elementarnych Wykład 9: Współczesne eksperymenty prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej Wszechświat czastek elementarnych Wykład
WYKŁAD 4 10.III.2010
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 4 10.III.2010 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Spin historia odkrycia fermiony i bozony spin cząstek fundamentalnych Oddziaływanie słabe i rodziny cząstek fundamentalnych
VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale.
VII. CZĄSTKI I FALE VII.1. POSTULAT DE BROGLIE'A (1924) De Broglie wysunął postulat fal materii tzn. małym cząstkom przypisał fale. Światło wykazuje zjawisko dyfrakcyjne. Rys.VII.1.Światło padające na
Promieniowanie jonizujące
Promieniowanie jonizujące Wykład II Promieniotwórczość Fizyka MU, semestr 2 Uniwersytet Rzeszowski, 8 marca 2017 Wykład II Promieniotwórczość Promieniowanie jonizujące 1 / 22 Jądra pomieniotwórcze Nuklidy
Wszechświat cząstek elementarnych
Wszechświat cząstek elementarnych Maria Krawczyk i A. Filip Żarnecki Instytut Fizyki Teoretycznej i Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Fizyki UW semestr letni, rok akad. 2012/13. 210/9 http://www www.fuw.edu.pl/~
Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW. Oddziaływania słabe 4.IV.2012
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 8sem.letni.2011-12 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Oddziaływania słabe Cztery podstawowe siły Oddziaływanie grawitacyjne Działa między wszystkimi cząstkami, jest
Dynamika relatywistyczna
Dynamika relatywistyczna Fizyka I (B+C) Wykład XVIII: Energia relatywistyczna Transformacja Lorenza energii i pędu Masa niezmiennicza Energia relatywistyczna Dla ruchu ciała pod wpływem stałej siły otrzymaliśmy:
M. Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 3 M. Krawczyk, Wydział Fizyki UW Zoo cząstek elementarnych 6.III.2013 Masy, czasy życia cząstek elementarnych Liczby kwantowe kwarków (zapach i kolor) Prawa zachowania
Wyk³ady z Fizyki. Zbigniew Osiak. Cz¹stki Elementarne
Wyk³ady z Fizyki 13 Zbigniew Osiak Cz¹stki Elementarne OZ ACZE IA B notka biograficzna C ciekawostka D propozycja wykonania doświadczenia H informacja dotycząca historii fizyki I adres strony internetowej
Wybrane Dzialy Fizyki
Wybrane Dzialy Fizyki (2) Elementy fizyki środowiskowej Energia - podstawowy element rozwoju społeczeństwa Podstawowe poj ecia Formy energii Współczesne źródła energii Środowisko zanieczyszczenia i jego
Dziwny jest ten świat: czastki elementarne
Dziwny jest ten świat: czastki elementarne Wykłady z fizyki doświadczalnej Wydział Fizyki U.W. 17 grudnia 2005 prof. A.F.Żarnecki Zakład Czastek i Oddziaływań Fundamentalnych Instytut Fizyki Doświadczalnej
Podstawy fizyki subatomowej
Podstawy fizyki subatomowej Zenon Janas Zakład Fizyki Jądrowej IFD UW ul. Pasteura 5 p..81 tel. 55 3 681 e-mail: janas@fuw.edu.pl http://www.fuw.edu.pl/~janas/fsuba/fizsub.htm Zasady zaliczenia Obecność
Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła
W- (Jaroszewicz) 19 slajdów Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Fizyka kwantowa promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne kwantyzacja światła efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy
Stara i nowa teoria kwantowa
Stara i nowa teoria kwantowa Braki teorii Bohra: - podane jedynie położenia linii, brak natężeń -nie tłumaczy ilości elektronów na poszczególnych orbitach - model działa gorzej dla atomów z więcej niż
Promieniowanie jonizujące
Promieniowanie jonizujące Wykład II Krzysztof Golec-Biernat Promieniotwórczość Uniwersytet Rzeszowski, 18 października 2017 Wykład II Krzysztof Golec-Biernat Promieniowanie jonizujące 1 / 23 Jądra pomieniotwórcze
Podstawowe własności jąder atomowych
Podstawowe własności jąder atomowych 1. Ilość protonów i neutronów Z, N 2. Masa jądra M j = M p + M n - B 2 2 Q ( M c ) ( M c ) 3. Energia rozpadu p 0 k 0 Rozpad zachodzi jeżeli Q > 0, ta nadwyżka energii
FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych
FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych Wykład 1 własności jąder atomowych Odkrycie jądra atomowego Rutherford (1911) Ernest Rutherford (1871-1937) R 10 fm 1908 Skala przestrzenna jądro
gęstością prawdopodobieństwa
Funkcja falowa Zgodnie z hipotezą de Broglie'a, cząstki takie jak elektron czy proton, mają własności falowe. Własności falowe cząstki (lub innego obiektu) w mechanice kwantowej opisuje tzw. funkcja falowa(,t)
Fizyka cząstek elementarnych. Fizyka cząstek elementarnych
r. akad. 2012/2013 Wykład XI-XII Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka cząstek elementarnych Zakład Biofizyki 1 Cząstki elementarne po odkryciu jądra atomowego, protonu i neutronu liczba
Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X
Promieniowanie X Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X Lampa rentgenowska Lampa rentgenowska Promieniowanie rentgenowskie
Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW
Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2 14.X.2009 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Jak badamy cząstki elementarne I? Cząstka i fale falowe własności cząstek elementarnych Cząstki fundamentalne
FALE MATERII. De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 1924 wysunął hipotezę, że
FAL MATRII De Broglie, na podstawie analogii optycznych, w roku 194 wysunął hipotezę, że cząstki materialne także charakteryzują się dualizmem korpuskularno-falowym. Hipoteza de Broglie a Cząstce materialnej