Представленные лекции являются заключительным разделом общего курса физики, посвященного атомным ядрам и элементарным частицам. Они созданы на основе многолетнего опыта преподавания автором этого важнейшего раздела физики студентам физического факультета Московского государственного университета. Эти лекции отражают самый современный взгляд на эту область физики и содержат новейшую экспериментальную информацию. Необходимые сведения о квантовой физике излагаются попутно с основным материалом лекций. В последней лекции рассматриваются космологические аспекты физики частиц и ядер. Показана фундаментальная роль законов микромира в формировании структуры Вселенной.
Лекции рассчитаны, прежде всего, на студентов-физиков, впервые знакомящихся с физикой атомных ядер и элементарных частиц. Они будут полезны и более широкой аудитории - от преподавателей физики средних школ до специалистов в области естественных наук.
Список всех тем лекций
Лекция 1. Радиоактивность. Релятивистская кинематика. Порог реакции.
О курсе лекций
Квантовая лестница
Распады и радиоактивность
Эффекты теории относительности в микромире
Кинематика распада
Коллайдеры
Лекция 2. Опыт Резерфорда. Эффективное сечение. Квантовый мир.
Открытие атомного ядра
Формула Резерфорда
Квантовая механика
Уравнение Шредингера
Приложения к лекции
Лекция 3. Соотношения неопределённостей. Внутри атомного ядра. Угловые моменты микрочастиц.
Классическая и квантовая неопределенность
Атомное ядро
Угловые моменты частиц
Физический смысл постоянной Планка
Лекция 4. Характеристики микрообъектов.
Характеристики микрообъектов
Квантовые числа
Квантовое число "четность"
Тождественность частиц
Магнитный момент частицы
Лекция 5. Элементарные частицы.
Современные детекторы частиц
Открытие бозона Хиггса
Нейтринные детекторы
Классификация частиц
Законы сохранения в мире частиц
Приложения к лекции
Лекция 6. Фундаментальные взаимодействия.
Фундаментальные взаимодействия
Стандартная модель
Квантовая электродинамика
Вершины фундаментальных взаимодействий
Кварковые диаграммы
Супермультиплеты и изомультиплеты
Приложения к лекции
Лекция 7. Слабое взаимодействие. Квантовая хромодинамика.
Содержание лекции
Фундаментальные частицы
Фундаментальные взаимодействия
Кванты слабого поля
Характерные время и радиус слабого взаимодействия
Участие фундаментальных фермионов в различных взаимодействиях
Типы нейтрино
Ключевая термоядерная реакция на Солнце
Типичные вершины фундаментальных взаимодействий
Слабые распады
Нейтральные слабые токи
Изомультиплеты
Квантовое число "цвет"
Лекция 8. Асимптотическая свобода.
Сравнение квантовой электродинамики и квантовой хромодинамики
Реальность виртуальных частиц
Экранировка электрического заряда в КЭД и антиэкранировка цветового заряда в КХД
Невылетание кварков
Внутри протона
Лекция 9. Физика атомного ядра.
Нуклон-нуклонное взаимодействие
Атомное ядро как нерелятивистская квантовая система
NZ-диаграмма ядер
Синтезированные сверхтяжёлые ядра
Источники ядерной энергии
Основные свойства ядерного взаимодействия
Формула Вайцзеккера
Лекция 10. Радиоактивный распад атомных ядер.
Распады атомных ядер
Альфа-распад
Бета-распад
Опыт Райнеса и Коуэна
Классификация фотонов, их тип и мультипольность
Электромагнитные переходы
Разрешённые и запрещённые бета-переходы
Лекция 11. Ядерные реакции. Деление и синтез ядер. Получение ядерной энергии.
Механизмы реакций
Цепная реакция деления
История её создания
Основные реакции синтеза
Водородная (термоядерная) бомба
Лекция 12. Модель ядерных оболочек.
Ядерные модели
Ядерная потенциальная яма
Учёт спин-орбитального расщепления
Спин и чётность основных состояний ядер в одночастичной модели оболочек
Учёт спаривания нуклонов в одночастичной модели оболочек
Заключительные замечания о ядерной модели оболочек
Лекция 13. Коллективные возбуждения атомных ядер. Зеркальная симметрия.
Типы коллективных возбуждений ядер
Вращательные возбуждения несферических ядер
Колебательные (вибрационные) уровни ядер
Опыт Ву
Спиральность
Лекция 14. СРТ-симметрии и объединение взаимодействий.
СР-преобразование и СР-инвариантность
СРТ-теорема
Первые этапы
Великое объединение взаимодействий
Суперструны
Распад единого взаимодействия при охлаждении
Лекция 15. Вселенная.
Расширение Вселенной
Микроволновое реликтовое излучение
Догалактические этапы эволюции Вселенной
Ядерные реакции в звёздах
Конечные этапы эволюции Вселенной
