Fizika jedra in osnovnih delcev

Vpis v letnik

Uvod: urejenost narave po nadstopjih. Poskusi v fiziki jedra in osnovnih delcev. Pospeševalniki. Detekcija nabitih in nevtralnih delcev.
Jedrska fizika. Sile med nukleoni. Lastnosti jedra. Modeli zgradbe jeder.
Standardni model. Sile na daljavo. Vrste interakcij. Barva.
Simetrije in grupe. Rotacije. Clebsh-Gordonovi koeficienti. Izospin. Sipanje pip->pip. Okusna SU(3) simetrija. Mezoni. Barioni
Antidelci. Nerelativistična teorija motnje, zlato pravilo. Elektrodinamika delcev brez spina. Feynmanova pravila. Sipalni presek. Razpadna širina.
Diracova enacba. Rešitve Diracove enacbe za prost delec. Kovariantna oblika. Vijačnost. Diracova enacba za antidelce. Normalizacija bispinorjev.
Elektrodinamika delcev s spinom 1/2. Feynmanova pravila. Moellerjevo sipanje. Vsota po spinih. Polnostna relacija. Izreki o sledeh. Sipanje e mion-> e mion. Diferencialni sipalni presek. Anihilacija e+e- ->mm, qq. Razmerje R, dokaz za obstoj barve. Kotna porazdelitev.
Šibka interakcija: uvod, zgodovina. Interakcija tok-tok. Kršitev parnosti. V-A struktura. Razpad beta. Razpad miona. Razpad piona, konflikt med sučnostjo in ročnostjo. Sipanje nevtrinov. Nevtralni šibki tokovi. Šibki prehodi med generacijami, matrika CKM. Meritev matričnih elementov CKM, unitarnost. Mehanizem GIM. Nevtralni tok, ki spremeni okus.
Sistem nevtralnih kaonov. Parnost P, C, CP za stanja z dvemi oz. tremi pioni. Lastna stanja CP. Kršitev CP. Škatlasti diagrami. Mešanje pri nevtralnih mezonih B. Kršitev CP.
Elektrošibka interakcija. Feynmanova pravila. Umeritvene simetrije. Lokalna umeritev. Kovariantni odvod.
Močna interakcija.
Veliko poenotenje. Zveza med fiziko osnovnih delcev in razvojem vesolja

• F. Halzen, A.D. Martin, Quarks and Leptons, Wiley 1984
• M. Rosina, Jedrska fizika, DMFA
• D. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge University Press 2000

Študent spozna osnovne zakonitosti na področju fizike jedra in osnovnih delcev.
Predmetno specifične kompetence: Poznavanje in razumevanje interakcij med osnovnimi delci in med njihovimi vezanimi stanji (hadroni). Sposobnost za reševanje konkretnih problemov s področja fizike jedra in osnovnih delcev. Sposobnost povezovanja teoretičnih napovedi in meritev. Kritično ovrednotenje in uporaba novih spoznanj na področju fizike jedra in osnovnih delcev.

Znanje in razumevanje:
Pridobitev osnovnega znanja na področju fizike jedra in osnovnih delcev. Poznavanje in razumevanje interakcij med osnovnimi delci. Sposobnost povezovanja teoretičnih napovedi in meritev. Kritično ovrednotenje in uporaba novih spoznanj na področju fizike jedra in osnovnih delcev.
Uporaba:
Razumevanje interakcij med osnovnimi delci in interakcij med osnovnimi delci in jedri, njihov vpliv na nastanek in razvoj vesolja, stabilnost materije. Razumevanje fizikalnih osnov metod detekcije.
Refleksija:
Kritično ovredotenje teoretičnih napovedi z rezultati meritev.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet:
Sposobnost razumevanja pojavov ter razlaganja in vrednotenja rezultatov meritev.

Predavanja, vaje, domače naloge, konzultacije.

2 kolokvija namesto izpita iz vaj, domača naloga, izpit iz vaj
Izpit iz teorije
5 - 10, pri čemer velja, da je pozitivna ocena od 6 - 10

Peter Križan:

1. Belle Collaboration, LIN, S.-W., BITENC, Urban, BRAČKO, Marko, FRATINA, Saša, GOLOB, Boštjan, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, STANIČ, Samo, STARIČ, Marko, ZUPANC, Anže. Difference in direct chargeparity violation between charged and neutral B meson decays. Nature (Lond.), 2008, vol. 452, str. 332-335. [COBISS-SI-ID 21553703]

2. Belle Collaboration, STARIČ, Marko, GOLOB, Boštjan, BITENC, Urban, BRAČKO, Marko, FRATINA, Saša, GORIŠEK, Andrej, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, STANIČ, Samo, ZUPANC, Anže. Evidence for D[sup]0 - (D[bar])[sup]0 mixing. Phys. rev. lett., 2007, vol. 98, no. 21, str. 211803-1-211803-6, doi: 10.1103/PhysRevLett.98.211803. [COBISS-SI-ID 20795943], [JCR, WoS do 13. 2. 2013: št. citatov (TC): 109, čistih citatov (CI): 98, normirano št. čistih citatov (NC): 39, Scopus do 15. 1. 2013: št. citatov (TC): 131, čistih citatov (CI): 123, normirano št. čistih citatov (NC): 49]

3. Belle Collaboration, KO, B. R., BRAČKO, Marko, GOLOB, Boštjan, KORPAR, Samo, KRIŽAN, Peter, PESTOTNIK, Rok, PETRIČ, Marko, SMERKOL, Peter, STANIČ, Samo, STARIČ, Marko, ZUPANC, Anže. Evidence for CP violation in the decay D[sup]+ [to] K[sup]0[sub]S [pi][sup]+. Phys. rev. lett., 2012, vol. 109, no. 2, str. 021601-1-021601-6, doi: 10.1103/PhysRevLett.109.021601. [COBISS-SI-ID 25990183]

Borut Paul Kerševan:

4. ATLAS Collaboration, CINDRO, Vladimir, DELIYERGIYEV, Maksym, DOLENC, Irena, FILIPČIČ, Andrej, FRATINA, Saša, GORIŠEK, Andrej, KERŠEVAN, Borut Paul, KRAMBERGER, Gregor, MAČEK, Boštjan, MANDIĆ, Igor, MIJOVIĆ, Liza, MIKUŽ, Marko, TYKHONOV, Andrii, et al., ATLAS Collaboration. Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC. Physics letters. Section B. [Print ed.]. 2012, vol. 716, no. 1, str. 1-29. ISSN 0370-2693. DOI: 10.1016/j.physletb.2012.08.020. [COBISS-SI-ID 26060071]

5. ATLAS Collaboration, CINDRO, Vladimir, DELIYERGIYEV, Maksym, DOLENC, Irena, FILIPČIČ, Andrej, FRATINA, Saša, GORIŠEK, Andrej, KERŠEVAN, Borut Paul, KRAMBERGER, Gregor, MAČEK, Boštjan, MANDIĆ, Igor, MIJOVIĆ, Liza, MIKUŽ, Marko, TYKHONOV, Andrii, et al., ATLAS Collaboration. A particle consistent with the Higgs boson observed with the ATLAS detector at the large hadron collider. Science. 2012, vol. 338, no. 6114, str. 1576-1582. ISSN 0036-8075. DOI: 10.1126/science.1232005. [COBISS-SI-ID 26464551]

6. ATLAS Collaboration, CINDRO, Vladimir, FILIPČIČ, Andrej, GORIŠEK, Andrej, HITI, Bojan, KERŠEVAN, Borut Paul, KRAMBERGER, Gregor, MAČEK, Boštjan, MANDIĆ, Igor, MIJOVIĆ, Liza, MIKUŽ, Marko, MUŠKINJA, Miha, NOVAK, Jakob, NOVAK, Tadej, LEBAN, Blaž, HOWARD, Alissa, et al. A detailed map of Higgs boson interactions by the ATLAS experiment ten years after the discovery. Nature : the international weekly journal of science. [Print ed.]. 2020, vol. 607, str. 52-59. ISSN 0028-0836. DOI: 10.1038/s41586-022-04893-w. [COBISS-SI-ID 134080259]

7. ATLAS Collaboration, CINDRO, Vladimir, FILIPČIČ, Andrej, GORIŠEK, Andrej, HITI, Bojan, KERŠEVAN, Borut Paul, KRAMBERGER, Gregor, MAČEK, Boštjan, MANDIĆ, Igor, MIJOVIĆ, Liza, MIKUŽ, Marko, MUŠKINJA, Miha, NOVAK, Jakob, NOVAK, Tadej, et al., ATLAS Collaboration. Test of the universality of τ and μ lepton couplings in W-boson decays with the ATLAS detector. Nature physics. [Online ed.]. 2021, vol. 17, no. 7, str. 813-818. ISSN 1745-2481. DOI: 10.1038/s41567-021-01236-w. [COBISS-SI-ID 73934339]

Jernej Fesel Kamenik

8. Svjetlana Fajfer, Jernej F. Kamenik, Ivan Nisandzic, Jure Zupan “Implications of Lepton Flavor Universality Violations in B Decays”, Phys.Rev.Lett. 109 (2012) 161801.

9. Ilja Dorsner, Svjetlana Fajfer, Admir Greljo, Jernej F. Kamenik, Nejc Kosnik “Physics of leptoquarks in precision experiments and at particle colliders”, Phys.Rept. 641 (2016), 1-68.

10. Darius A. Faroughy, Admir Greljo, Jernej F. Kamenik, "Confronting lepton flavor universality violation in B decays with high-pT tau lepton searches at LHC", Phys.Lett.B 764 (2017), 126-134.