1-й семестр 2006-2007 навчального року



Скачати 361.18 Kb.
Дата конвертації30.11.2016
Розмір361.18 Kb.
План курсу

„КОСМОМІКРОФІЗИКА”


для студентів 5-го курсу кафедри ядерної фізики фізичного факультету Київського національного університету ім. Тараса Шевченка
1-й семестр 2006-2007 навчального року
18 пар, 36 годин

вересень 2006 – січень 2007


викладачі:

Ф.А. Даневич, д.ф.-м.н., зав. відділом фізики лептонів, ст.н.сп.;

В.І. Третяк, к.ф.-м.н., ст.н.сп відділу фізики лептонів, ст.н.сп;

В.В. Кобичев, к.ф.-м.н., ст.н.сп відділу фізики лептонів, ст.н.сп;




  1. Предмет космомікрофізики. Сучасний стан фізики частинок. Стандартна модель електрослабких взаємодій, квантова хромодинаміка (СМ). Наближений характер СМ.

  2. Проблеми СМ. Напрямки розробки нових теорій. Роль прискорювальної фізики високих енергій. Необхідність неприскорювальних методів досліджень.

  3. Сучасний стан астрономії, астрофізики та космології. Сучасна інструментальна база астрономії.

  4. Проблеми в астрономії та космології. Чорні дірки. Червоне зміщення. Закон Хаббла. Еволюція Всесвіту. Виникнення галактик та крупномасштабної структури. Напрямки теоретичних та експериментальних досліджень.

  5. Методи детектування частинок. Черенковські, сцинтиляційні детектори, газові та рідинні камери, напівпровідникові, часово-проекційні камери, кріогенні болометричні та кріосцинтиляційні детектори. Сучасна електроніка та комп’ютерна техніка.

  6. Радіоактивність. Методи детектування та вимірювання низьких рівнів активності. Техніка наднизькофонової спектрометрії (детектори, надчисті речовини, космогенна активація, методи аналізу даних). Масс-спектрометрія.

  7. Підземні лабораторії. Підводні та підльодні телескопи.

  8. Супутникові та балонні експерименти. Вимірювання характеристик реліктового випромінювання. Космічна, сонячна та геохронологія. Нуклеосинтез.

  9. Аналіз даних з дуже низькою статистикою.

  10. Фізика нейтрино. Вимірювання потоків нейтрино від Сонця, з верхніх шарів атмосфери, від наднових зірок. Експерименти з нейтрино від реакторів та прискорювачів. Нейтрино надвисоких енергій.

  11. Подвійний бета-розпад. Пошуки маси нейтрино в експериментах по вимірюванню бета-спектрів.

  12. Теорія масивних нейтрино.

  13. Пошуки частинок темної матерії Всесвіту, космічні промені надвисоких енергій, гамма-сплески та інші загадкові явища в астрофізиці.

  14. Пошуки гравітаційних хвиль, магнітних монополів, аксіонів.

  15. Пошуки гіпотетичних ефектів та перевірка законів збереження. Порушення принципу Паулі та закону збереження електричного заряду

  16. Нестабільність матерії, додаткові виміри.

  17. Космомікрофізика в Україні.

  18. Висновки курсу.

  1. Предмет космомікрофізики. Сучасний стан фізики частинок. Стандартна модель електрослабких взаємодій, квантова хромодинаміка. Наближений характер Стандартної моделі.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Знайомство із студентами, визначення рівня їх підготовки.

Пояснення основних принципів читання даного курсу (три викладачі, надання інформаційних матеріалів про викладачів, посилка на web-site, питання – відповіді, самостійна робота: конспект лекцій, книжки, журнали, web-sites; відпрацювання пропусків лекцій, екзамен / залік).



20

2

Принципи організації досліджень в сучасній фізиці.

Дослідження в інститутах, лабораторіях, університетах, колаборації, міжнародні довгострокові програми (на прикладі Європейської структури “Integrated Large Infrastructure for Astroparticle Science” – ILIAS, та Collaboration of European Low-level underground Laboratories – CELLAR).

Етапи наукового дослідження: R&D (науково-технічні дослідження і розробки), Proposal (пропозиція досліджень), проект, виконання досліджень.

Організація співробітництва (Letter of Intent, Memorandum of Understanding), фінансування науки.

Відмінності в організації науки у світі і Україні, шляхи розвитку науки в Україні та її інтеграції в міжнародну науку.

Розповсюдження результатів досліджень: семінари, наради, школи, конференції, симпозіуми.

Публікація результатів наукових досліджень (internal note, електронні препринти, щорічні звіти, матеріали конференцій, наукові журнали, книги, науково-популярні видання, радіо та телепередачі, Інтернет-видання, буклети лабораторій та наукових центрів, екскурсії в наукові центри та лабораторії).

Значення науки для розвитку економіки, зв’язки з промисловістю.

Світоглядне, культурне, політичне значення науки.


25




Перерва




3

Основні напрямки сучасної фізики ядра і частинок:

фізика ядра – фундаментальні дослідження і прикладні застосування; фізика високих енергій, космомікрофізика (Astroparticle science).



10

4

Стандартна модель елементарних частинок. Модель електрослабких взаємодій, квантова хромодинаміка. Лептони і кварки, бозони. Наближений характер і проблеми СМ. Розширення стандартної моделі, пошуки нових моделей і підходів.

Зв’язок з космологією та астрофізикою.



15

5

Проблеми, задачі, напрямки розвитку космомікрофізики

Основні вимоги до молодого вченого в сучасному науковому процесі.



20


Література

  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. К. Гротц, Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус. „Слабое взаимодействие в физике ядра, частиц и астрофизике”. - М.: “Мир”, 1992.

  3. Л.Б. Окунь. „Лептоны и кварки”. М.: “Наука”, 1990.

  4. В.А.Рубаков «Физика частиц и космология» УФН, т.169, №12, 1999 г.

  5. Хлопов М.Ю. „Космомикрофизика”. Изд.2. 2003. 112 с.

  6. Хаякава С. „Физика космических лучай”: Пер. с англ. Ч. 1. 1973. 704 с.

  1. Проблеми СМ. Напрямки розробки нових теорій. Роль прискорювальної фізики високих енергій. Необхідність неприскорювальних методів досліджень.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Проблеми СМ.

20

2

Напрямки розробки нових теорій.

25




Перерва




3

Фізика високих енергій (ФВЕ).

Прискорювачі, колайдери, детектори, системи збору даних, аналіз даних.

Основні досягнення ФВЕ. Відкриття кварків, важких бозонів, тау-лептона, порушення СР-інваріантності.

Сучасні задачі, на які націлена ФВЕ.

Частинки Хігса. Напрямки розвитку, проекти нових експериментів. Пошуки суперсиметрії.


20

4

Необхідність неприскорювальних методів досліджень.

Обмеження ФВЕ. „Пустеля”. Криза у ФВЕ. Надлишок задіяних науковців, висока вартість проектів.

Неприскорювальна фізика частинок.

Можливості досліджувати частинки з дуже високою енергією, які є в космічних променях.



25


Література

  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. Л.Б. Окунь. Лептоны и кварки.  М.: “Наука”, 1990.

  3. http://www.phys.spbu.ru/Deanery/Archive/1999_SN/subatom/index.htm

  4. www.cern.ch

  1. Сучасний стан астрономії, астрофізики та космології. Сучасна інструментальна база астрономії.

В.В. Кобичев




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Сучасний стан астрономії, астрофізики та космології. Революція в засобах спостереження. Огляд сучасної картини Всесвіту від Сонячної системи до Метагалактики.

20

2

Спостереження в різних електромагнітних діапазонах: радіоастрономія; УФ, оптична, ІЧ, рентгенівська, гамма-астрономія.

Нейтринна астрономія. Дослідження космічних променів. Гравітаційно-хвильова астрономія. Сонячна астрономія і геліосейсмологія.



25




Перерва




3

Сучасна інструментальна база астрономії. Позаатмосферна астрономія. Астрометрія.

20

4

Використання астрономічної інформації у фізиці частинок. Приклади: Наднова SN1987A та обмеження на параметри нейтрино; магнітні поля в космосі та обмеження на параметри фотона.

25


Література

1. Физика космоса. Под ред. Р.А. Сюняева. М.: Советская Энциклопедия, 1986.



  1. Физическая энциклопедия. Тт. 1 – 4. М.: Советская Энциклопедия, 1988 – 1994.

  2. www.astronet.ru

  3. http://www.sciam.ru/2006/8/astronomy.shtml

  1. Проблеми в астрономії та космології. Чорні дірки. Червоне зміщення. Закон Хаббла. Еволюція Всесвіту. Виникнення галактик та крупномасштабної структури. Напрямки теоретичних та експериментальних досліджень.

В.В. Кобичев




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Зв'язок космології та фізики частинок.

10

2

Теорія Великого Вибуху та її підтвердження даними спостережень. Червоне зміщення. Закон Хаббла. Еволюція Всесвіту. Космологічний принцип. Стандартна космологічна модель. Радіаційно-домінантна й матеріально-домінантна стадії. Зв'язок між GUT-моделями й космологією. Проблеми флетності та великомасштабної однорідності. Інфляційна космологія. Космологічна константа. Щільність енергії вакууму, вакуум-домінантна стадія. CDM-модель.

35




Перерва




3

Баріонна асиметрія. Реліктові нейтрино. Первинний нуклеосинтез. Число поколінь нейтрино й початкові розповсюдженості легких елементів. Виникнення реліктового випромінювання. Виникнення галактик та крупномасштабної структури Всесвіту. Темна матерія (гаряча, холодна, тепла). Темна енергія, її різні моделі.

35

4

Напрямки теоретичних та експериментальних досліджень.

10




    1. Вайнберг С. „Первые три минуты: современный взгляд на происхождение Вселенной”. М., 1978 (Изд.2. М: 2000. 268 с.)

    2. Я. Б. Зельдович, И. Д. Новиков. «Строение и эволюция Вселенной». М., 1975

  1. Методи детектування частинок. Черенковські, сцинтиляційні детектори, газові та рідинні камери, напівпровідникові, часово-проекційні камери, кріогенні болометричні та кріосцинтиляційні детектори. Сучасна електроніка та комп’ютерна техніка.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Методи детектування частинок.

Основні принципи детектування частинок. Трекові та калориметричні детектори.

Основні характеристики детекторів частинок. Енергетична роздільна здатність, часові характеристики, ефективність реєстрації, стабільність характеристик, радіоактивний фон, „розумний” детектор, вартість.

Типи детекторів, що використовуються в космомікрофізиці.



20

2

Черенковські детектори. Газові (повітряні), рідинні (водяні), твердотільні детектори.

Сцинтиляційні детектори. Неорганічні та органічні кристали, рідкі та пластмасові сцинтилятори, інші матеріали (керамічні, скляні, газові).



25




Перерва




3

Газові та рідинні камери (лічильники Гейгера, пропорційні та іонізаційні камери). Твердотільні детектори.

Напівпровідникові детектори (HPGe, Si, CdTl).

Кріогенні болометричні та кріогенні сцинтиляційні детектори.

Фотоемульсії, твердотільні трекові детектори. Камери Вільсона, бульбашкові камери. Часово-проекційні камери.

Функція відгуку детектора (на прикладі сцинтилятора NaI(Tl), HPGe-детектора, газової пропорційної камери, фотоемульсії, кріогенного сцинтиляційного детектора з кристалом CaWO4). Моделювання функції відгуку детектора методами Монте-Карло. Програми GEANT, EGS, FLUKA.


20

4

Сучасна електроніка та комп’ютерна техніка.

Ядерна електроніка. Блокова побудова електронних систем.

Аналогова електроніка. Перетворення та обробка аналогової інформації. Спектрометричні схеми.

Представлення, перетворення обробка цифровий інформації.

Цифрові коди. Рівні електричних сигналів. Тригери. Шифратори та дешифратори. Лічильники. Регістри. Суматори.

Аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП). Типи АЦП. Вимірювання часових інтервалів.

Цифрувальники форми сигналів. Процесори on-line обробки сигналів.

Стандарти в ядерній електроніці. Стандарт NIM, Стандарт САМАС (шина, NAF, цикл шини). Контролер крейту (КК) САМАС. Модулі САМАС. e) Стандарти VME, FASTBUS.

Фірми-виробники ядерної електроніки (CANBERRA, ORTEC, CAEN, PGT, LeCroy).

Операційні системи (DOS, UNIX, LINUX, Windows, MAC), мови програмування (BASIC, FORTRAN, Assembler, Pascal, DELFI, C, C++).

Методи аналізу даних: програми PAW, ROOT.


25

1. К.Н. Мухин. «Экспериментальная ядерная физика», в 2-х томах, М., 1974 г.

2. G.F. Knoll, “Radiation Detection and Measurements (second edition), John Wiley and Sons, New York, 1989.

3. “Scintillation counters” by Birks, J. B. (John Betteley) Oxford : Pergamon Press, 1960.

4. Ковальский “Ядерная электроника”, пер. с англ., Москва, “Атомиздат”, 1972

5. С.Г. Басиладзе “Быстродействующая ядерная электроника”, Москва, “Энергоздат”, 1982

6. Г. Науман “Стандартные интерфейсы для измерительной техники”, Москва, “Мир”, 1982

7. http://geant4.web.cern.ch/geant4/

http://pcfluka.mi.infn.it/

http://www.ortec-online.com/

http://www.canberra.ru/

http://www.lecroy.com/

http://www.pgt.com/

8. Журнали Nuclear Instruments and Methods.




  1. Радіоактивність. Методи детектування та вимірювання низьких рівнів активності. Техніка наднизькофонової спектрометрії (детектори, надчисті речовини, космогенна активація, методи аналізу даних). Масс-спектрометрія.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Радіоактивність. Закони радіоактивного розпаду.

Різні види радіоактивності. –, – (-, +, ЕС), ізомерні переходи, –кванти, спонтанний поділ, протонна та нейтронна активність, кластерна радіоактивність (14С, 20Ne), -–розпади з випроміненням затриманих частинок (n, 2n, ,…), подвійний бета–розпад (--, 2EC, EC+,++).


Бази даних: NNDC, Brookhaven NL; Table of Radioactive Isotopes.


Природна радіоактивність: сімейства 232Th, 235U, 238U (радон), довгоживучі природні радіонукліди, космогенна радіоактивність.

Радіоактивність, пов’язана з людською діяльністю.



20

2

Методи детектування та вимірювання низьких рівнів активності.

Сцинтиляційні, напівпровідникові, газові, твердотільні низькофонові детектори.

Характеристики детектора, які визначають чутливість реєстрації радіоактивності: ефективність реєстрації, енергетична роздільна здатність, рівень фону та здатність розділяти різні види частинок, час вимірювання.


25




Перерва




3

Техніка наднизькофонової спектрометрії.

Джерела фону детекторів (космічні промені, радіоактивність матеріалу детектора та установки, радіоактивність середовища, радон, нейтрони, космогенна активація, шуми, наводки та збої в системах реєстрації).

Вибір детектора, пасивний та активний захист, захист від радону, надчисті речовини (на прикладі наднизькофонових HPGe детекторів з надчистого германію та сцинтиляційних детекторів на основі NaI(Tl) та CdWO4).

Розміщення детекторів в підземних лабораторіях, „чистих кімнатах”.

Застосування часово-амплітудного та аналізу за формою сигналів.


30

4

Методика проведення вимірювань, підготовка зразків, методи аналізу даних.

Допоміжні методи реєстрації низьких рівнів активності (нейтрон-активаційний аналіз, масс-спектрометрія).



15

Література

1. Siegbahn K. «Beta- and Gamma Ray Spectroscopy» / Ed. K. Siegbahn.— Amsterdam:North-Holland, 1955.— (Переклад: „Альфа-, бета- и гамма-спектроскопия”, под ред. К. Зигбана, пер. с англ., в. 4 томах, М., 1969)

2. К.Н. Мухин. «Экспериментальная ядерная физика», в 2-х томах, М., 1974 г.

3. Ю.М. Широков, Н.П. Юдин, «Ядерная физика», М., 1972 г.

4. www.ortec-online.com/detectors/photon/a6_1.htm

5. www.pgt.com/Nuclear/spectroscopy.htm

6. http://www.canberra.com/products/

7. Table of Radioactive Isotopes, R.B. Firestone and L.P. Ekström, LBNL, Berkeley, USA (http://ie.lbl.gov/toi/)

8. http://www.nndc.bnl.gov/


  1. Підземні лабораторії. Підводні та підлідні телескопи

Ф.А. Даневич



Зміст лекції

Час (хв.)

1

Підземні лабораторії.

Для чого розміщують детектори під землею. Фактори, що визначають фон в підземних лабораторіях. Адронна компонента, м’яка компонента, мюони. Рівень радону. Гамма–фон від природної радіоактивності. Фон від нейтронів. Запиленість повітря лабораторії.



20

2

Європейські лабораторії. Laboratori Nazionali del Gran Sasso (Italy), Canfrank (Spain), Modane (France) Boulby-mine (UK).

Лабораторії в США (Soudan, Homestake, WIPP, Проект DUSSEL), Канаді (Sudbury), Японії (Kamioka), Кореї (Yangyang).

Росія (Баксан, Артемівськ).


25




Перерва



3

Україна (Солотвинська підземна лабораторія).

Проекти будівництва нових підземних лабораторій (США, Китай, Індія), розширення існуючих лабораторій: (Sudbury, Modane).



25

4

Підводні та підлідні телескопи (Байкал, AMANDA).

Проекти підводних детекторів NEMO, Nestor (Європа), ?? (Японія)



20




  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. GRAN SASSO http://www.lngs.infn.it

  3. BAKSAN http://www.inr.ac.ru/

  4. BOULBY http://www.ppd.clrc.ac.uk

  5. Laboratoire souterrain de Modane (Frejus, France) http://www-lsm.in2p3.fr

  6. LSC (CANFRANC UNDERGROUND ASTROPARTICLE LABORATORY) http://www.unizar.es/lfnae/lfnae_eng.html 

  7. KAMIOKA http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/

  8. NUSL National Underground Science Laboratory at Homestake http://www.int.washington.edu/DUSEL/

  9. SOUDAN (Tower-Soudan Iron Mine, Minnesota, USA) http://www.soudan.umn.edu

  10. SUDBURY NEUTRINO OBSERVATORY http://www.sno.phy.queensu.ca/

  11. SOLOTVINA (Ukraine) http://lpd.kinr.kiev.ua

  12. AMANDA http://amanda.wisc.edu/




  1. Супутникові та балонні експерименти. Вимірювання характеристик реліктового випромінювання. Космо-, сонячна та геохронологія. Нуклеосинтез

В.В. Кобичев




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Анізотропія реліктового випромінювання як важливе джерело відомостей про ранній Всесвіт.

Ранні дослідження релікта.

Балонні й позаатмосферні спостереження.

Супутник WMAP.

Спектр кутових неоднорідностей реліктового випромінювання і точний вимір космологічних параметрів. Реліктове випромінювання та фізика частинок.


20

2

Космічний телескоп Хаббла. Космічна астрометрія, HIPPARCOS. Космічні тести теорії відносності. Проекти космічних гравітаційних антен.

25




Перерва




3

Астрономічні й геофізичні тести незмінності фундаментальних постійних. Антропний принцип.

25

4

Ядерна астрофізика. Зоряний нуклеосинтез, s- і r-процеси. Обмеження на параметри аксіонів та інших слабко взаємодіючих часток, одержувані з фізики зірок.

20


Література

Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.




  1. Аналіз даних з дуже низькою статистикою

В.І. Третяк




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Проблеми аналізу даних з низькою статистикою.

20

2

Сучасні підходи по визначенню границь наявності ефекту на фоні від інших процесів.

25




перерва




3

Сучасні підходи по визначенню границь наявності ефекту на фоні від інших процесів (продовження).

15

4

Програмне забезпечення аналізу даних з низькою статистикою.

30


Література

W.-M. Yao et al., The Review of Particle Physics, J. Phys. G 33, 1 (2006) (http://pdg.lbl.gov/pdg.html)





  1. Фізика нейтрино. Вимірювання потоків нейтрино від Сонця, з верхніх шарів атмосфери, від наднових зірок. Експерименти з нейтрино від реакторів та прискорювачів. Нейтрино надвисоких енергій.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Історія відкриття нейтрино.

Основні властивості нейтрино.

Нейтрино Майорани та Дірака. Аромати нейтрино.

Вимірювання потоків нейтрино від Сонця. Хлор-аргоновий експеримент Девіса; галій-германієві експерименти (SAGE, GALLEX, GNO);

Маса нейтрино. Осциляції нейтрино.

Вимірювання сонячних нейтрино в експериментах Super-Kamiokande, SNO.

Підготовка експерименту BOREXINO.

Вимірювання потоків нейтрино з верхніх шарів атмосфери в експериментах Super-Kamiokande, MAСRO.



35

2

Нейтрино від наднових зірок.

Нейтринний сигнал від наднової 1987А.

Всесвітня система контролю за нейтринними сигналами від наднових зірок


10




Перерва




3

Нейтринні експерименти на реакторах (Bugey, France; Рівне, Красноярськ, Росія; Chooz, France; Palo Verde, Arizona)

Спостереження осциляцій нейтрино в експерименті KamLand.

Експерименти з нейтрино від прискорювачів.

Спостереження осциляцій нейтрино в експерименті K2K.

Проекти експериментів з довгою базою (MINOS, OPERA, ICARUS).


25

4

Нейтрино високих та надвисоких енергій.

Діючий підводний телескоп на Байкалі.

Проекти експериментів AMANDA, NESTОR, ANTARES. Реєстрація радіохвиль, що виникають під дією нейтрино надвисоких енергій.

Проекти детекторів нейтрино високих енергій. Проекти NEMO, IceCube.

Детектування нейтрино в соляних куполах за допомогою радіохвиль.


20

Література

  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. Л.Б. Окунь. Лептоны и кварки, М.: “Наука”, 1990.

  3. http://www.awa.tohoku.ac.jp/KamLAND/

  4. http://amanda.wisc.edu/; http://amanda.uci.edu/

  5. http://www.nestor.org.gr/

  6. http://www.antares.in2p3.fr




  1. Подвійний бета-розпад. Пошуки маси нейтрино в експериментах по вимірюванню бета-спектрів.

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Подвійний бета-розпад.

Моди та канали 2–розпаду. Двохнейтринний та безнейтринний 2–розпад. 2–розпад з вильотом майоронів.

Огляд теорії. Теоретичні розрахунки вірогідності 2–процесів Зв’язок з масою нейтрино.

Гіпотетичні канали 2–розпаду.



20

2

Методи експериментальних досліджень 2–розпаду. Геохімічні, радіохімічні, прямі. Повні та калориметричні прямі експерименти.

Найбільш чутливі 2–експерименти. Солотвинський експеримент. Сучасний стан 2–досліджень.



25




Перерва




3

Проекти великомасштабних дослідів.

Можливості постановки експерименту, чутливого до маси нейтрино в рамках нормальної ієрархії нейтринних мас.



20

4

Пошуки маси нейтрино в експериментах по вимірюванню бета-спектрів.

„Тритієві” експерименти в Троїцьку (Росія) та Майнці (Німеччина). Проект KATRIN.

Інші експерименти по вимірюванню маси нейтрино в бета-розпаді (болометр з 187Re).


25


Література

  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. W.-M. Yao et al., The Review of Particle Physics, J. Phys. G 33, 1 (2006) (http://pdg.lbl.gov/pdg.html).

  3. J.D. Vergados, The neutrinoless double beta decay from a modern perspective // Phys. Rep. – 2002. – Vol.361, P.1–56.

  4. Yu.G. Zdesenko, Colloquium: The future of double decay research // Rev. Mod. Phys. – 2002. – Vol.74, – P.663–684.

  5. S.R. Elliott and P. Vogel, Double Beta Decay // Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. – 2002. – Vol.52, – P.115–151.

  6. S.R. Elliott and J. Engel, Double beta decay // J. Phys. G. – 2004. – Vol.30, R183–R215.

  7. F.T. Avignone III, G.S. King III and Yu.G. Zdesenko, Next generation double–beta decay experiments: metrics for their evaluation // New Jour. Phys. – 2005. – Vol. 7. – P.1–46.

  8. http://crio.mib.infn.it/wig/silicini/research-numass.html




  1. Теорія масивних нейтрино

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Нейтрино Майорани та Дірака.

See-Saw механізм.

Надважкі нейтрино.

Стерильні нейтрино.



25

2

Матриця Кобаяші-Маскави.

20




Перерва



3

Спостереження маси нейтрино в осциляційних експериментах. Можливі ієрархії нейтринних мас.

20

4

Космологічні обмеження на масу нейтрино.

Зв’язок між масою нейтрино з осциляційних експериментів та масі, що проявляється в подвійному бета-розпаді.



25


Література

  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. О.М. Бояркин, „Физика массивных нейтрино”. Изд.2. 2006. 200 с.

  3. Л.Б.Окунь, «Физика элементарных частиц». М.: «Наука», 1988 г.

  4. Л.Б. Окунь, „Лептоны и кварки”. М.: “Наука”, 1990.

  5. К. Гротц, Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус. „Слабое взаимодействие в физике ядра, частиц и астрофизике”. - М.: “Мир”, 1992.




  1. Пошуки частинок темної матерії Всесвіту, космічні промені надвисоких енергій, гамма-сплески та інші загадкові явища в астрофізиці

Ф.А. Даневич




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Спостережні факти, які свідчать про існування темної матерії у Всесвіті.

Можливі складові темної матерії. Баріонна й небаріонна темна матерія.

Майоранівські нейтрино – релятивістська компонента темної матерії.

WIMPи – слабко взаємодіючі масивні частинки, як можлива складова повільної компоненти темної матерії.

Суперсиметричні частинки, як можливі WIMPи.


20

2

Пошуки частинок темної матерії Всесвіту. Експерименти DAMA, LIBRA, CDMS, EDELWEISS, CRESST, CUORE, HDMS, PICASSO. Проекти високочутливих експериментів (DAMA 1 ton, EURECA).

25




Перерва



3

Космічні промені надвисоких енергій.

Обмеження Грейзена-Зацепіна-Кузьмина.

Атмосферні черенковські детектори

Реєстрація високоенергетичних космічних променів по флюоресценції в атмосфері

Детектування широких атмосферних ливнів.

Проекти майбутніх експериментів.



25

4

Гамма–сплески та інші загадкові явища в астрофізиці.

Реєстрація гамма-сплесків. Характеристики гамма-сплесків. Проблема пояснення та можливі механізми.



20


Література

    1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

    2. http://chandra.harvard.edu/

    3. http://www.lngs.infn.it/lngs/htexts/dama/

    4. http://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/CosmicRay/

    5. http://www.lngs.infn.it/site/exppro/cresst/cresst.htm




  1. Пошуки гравітаційних хвиль, магнітних монополів, аксіонів

В.В. Кобичев




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Гравітаційні хвилі. Основні теоретичні уявлення.

Гравітаційно-хвильова астрономія.

Експериментальні методи.


20

2

Сучасні гравітаційні антени.

Проекти майбутніх наземних та супутникових експериментів.



25




Перерва




3

Магнітні монополі, космічні струни й інші топологічні дефекти, дзеркальна (тіньова) матерія.

Астрофізичні обмеження на потоки монополів. Межа Паркера.

Каталіз розпаду протонів монополями. Обмеження на магнітні монополі з дослідів по пошуку розпаду протонів.


25

4

Аксіони в Стандартній моделі.

Обмеження на параметри аксіонів з низькофонових експериментів.

Проекти дослідів по пошуку аксіонів.


20


Література

    1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с

    2. http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/VRAN/HOLE/HOLE.HTM

    3. http://www.ligo.caltech.edu/

    4. http://www-phys.llnl.gov/Organization/NDivision/HEP/HTML/projects/axions/axions.html

    5. http://www.astro.princeton.edu/~dns/MAP/Bahcall/node16.html




  1. Пошуки гіпотетичних ефектів та перевірка законів збереження. Порушення принципу Паулі та закону збереження електричного заряду

В.І. Третяк




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Вступ, важливість законів збереження. Перевірка закону збереження електричного заряду (ЗЕЗ) в можливих розпадах або зникненні електронів. Можливі моди розпаду електрона, експериментальні підходи, сучасні границі на існування таких ефектів.

25

2

Розпади нуклонів з порушенням ЗЕЗ.

Бета-розпад з порушенням ЗЕЗ.



20




Перерва




3

Зв’язок між збереженням електричного заряду та відсутністю маси у гамма квантів. Границі на масу гамма квантів із інших підходів.

20

4

Важливість принципу Паулі.

Перевірка принципу Паулі в переходах в атомній оболонці, ядерних переходах з випроміненням протонів та ін.



Експеримент VIP.

25


Література

  1. G. Feinberg, M. Goldhaber, Proc. Nat. Acad. Sc. USA 45 (1959) 1301

  2. L.B. Okun, Sov. Phys. Usp. 32 (1989) 543

  3. J.N. Bahcall, “Neutrino Astrophysics”, Cambridge University Press, 1989



  1. Нестабільність матерії, додаткові виміри

В.І. Третяк




Зміст лекції

Час (хв.)

1

Закон збереження баріонного числа. Теоретичні передбачення розпаду нуклонів. Сучасні експерименти (SuperKamiokande, IMB та ін.) та границі на існування ефектів.

25

2

Додаткові виміри, зникнення частинок із нашого світу.

20




перерва




3

Експериментальні пошуки зникнення електронів, нуклонів, пар нуклонів та ін.

20

4

Проблеми теоретичної інтерпретації і зв’язку різних ефектів.

55


Література

  1. P. Langacker, Phys. Rep. 71 (1981) 185

  2. В.А. Рубаков, УФН 171 (2001) 913

  3. Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус, А. Штаудт, “Неускорительная физика элементарных частиц”, М., Наука, 1997

  4. Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус, К. Цюбер, “Астрофизика элементарных частиц”, М., УФН, 2000



Література


  1. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. «Неускорительная физика элементарных частиц». 1997. “Физматлит”, 528 с.

  2. К. Гротц, Г.В. Клапдор-Клайнгротхаус. Слабое взаимодействие в физике ядра, частиц и астрофизике. - М.: “Мир”, 1992.

  3. Л.Б.Окунь «Физика элементарных частиц». М.: «Наука», 1988 г.

  4. Л.Б. Окунь. Лептоны и кварки, М.: “Наука”, 1990.

  5. Боум Ф., Фогель П. Физика массивных нейтрино: Пер. с англ. М.: „Мир”, 1990. 303 с.

  6. В.А.Рубаков «Физика частиц и космология» УФН, т.169, №12, 1999 г.

  7. С.М.Биленький «Массы, смешивание и осцилляции нейтрино» УФН т.173 №11, 2003 г.

  8. Б.С. Ишханов, Физика ядра и частиц, конспект лекций, МГУ, 1997 (http://dvoika.net/fizika/)

  9. Хлопов М.Ю. Космомикрофизика. Изд.2. 2003. 112 с.

  10. W.-M. Yao et al., The Review of Particle Physics, J. Phys. G 33, 1 (2006) (http://pdg.lbl.gov/pdg.html)

  11. http://pdg.lbl.gov/2006/html/outreach.html

Київ


27 серпня 2006


База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка