Программа - минимум кандидатского экзамена по специальности 01.04.16

Программа - минимум кандидатского экзамена по специальности 01.04.16
''Физика атомного ядра и элементарных частиц''
Экспериментальные методы ядерной физики.
1.Ускорители. Типы ускорителей и принципы их работы.
2.Детекторы: газовые полупроводниковые, сцинтилляционные, фотоэмульсионные. Их характеристики и принципы
работы.
3.Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом.
а) Прохождение заряженных частиц чрез вещество. Ионизационные потери и их флуктуации. Однократное и
многократное рассеяние.
б) Взаимодействие электронов и фотонов с веществом.
в) Излучение Вавилова - Черенкова.
г) Резонансное рассеяние гамма - квантов. Эффект Мессбауэра.
д) Взаимодействие нейтронов с веществом. Замедление нейтронов.
Общие свойства ядер.
а) Размеры и форма ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Энергия связи. Спины, моменты, способы
их измерения. Изотопический спин. Аналоговые состояния.
б) Радиоактивность. Типы радиоактивных превращений. Альфа - распад, бета - распад, гамма - излучение,
кластерная радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада.
в) Альфа - распад. Основные экспериментальные данные и закономерности (связь Ла(Еа),Еа(А) ). Спектры альфа частиц. Основы теории альфа распада. Расчет проницаемости потенциального барьера. Вероятность образования альфа - частицы.
г) Бета - распад. Основные экспериментальные закономерности. Элементарная теория бета - распада. Проблема
массы нейтрино. Влияние кулоновского взаимодействия на бета - спектры. Функция Ферми. График Ферми - Кюри.
Величины fг. Сохранение углового момента и четности. Разрешенные и запрещенные переходы. Распады
зеркальных ядер. 0-0 переходы. Роль орбитального момента и искажение статистического спектра. Переходы
Ферми и Гамова - Теллера. Правила отбора. Релятивистское описание бета - процессов . V - А взаимодействие.
Теорема Вигнера - Эккарта. Запрещенные переходы. Уникальные переходы. Правила отбора по изоспину. Захват
орбитальных электронов. Двойной бета-распад. Понятие об едином электро - слабом взаимодействии.
д) Гамма - излучение ядер. Теория гамма - излучения. Вероятность перехода в первом неисчезающем порядке
теории возмущений. Поля мультиполей. Сферические векторные гармоники. Нормировка и калибровка
потенциалов. Четность и угловой момент поля излучения. Приведенные вероятности. Мультипольные моменты
перехода в модели независимых частиц. Внутренняя конверсия гамма - переходов. Зависимость коэффициента
внутренней конверсии от заряда ядра, энергии и мультипольности перехода. Конверсия с образованием пар.
Монопольные переходы в ядрвх. Электромагнитные возбуждение ядер заряженными частицами. Основы
полуклассической теории кулоновского возбуждения. Учет движения центра масс ядра.
Ядерные силы и модели строения ядра.
а) Нуклон - нуклонные взаимодействие при низких энергиях. Изотопическая симметрия. Тензорные силы. Мезонная
теория ядерных сил. Феноменологические нуклон - нуклонные потенциалы. Элементарная теория дейтрона.
б) Общие свойства ядерного вещества. Полная энергия ядер. Энергия связи. Хим потенциал, импульс Ферми (
модель Ферми - газа ).
в) Оболочечная модель ядра. Средний ядерный потенциал. Спин -орбитальное взаимодействие.
Последовательность одночастичных уровней. Частично - дырочный формализм. Метод Хартри - Фока. Приближение
хаотических фаз. Гигантские резонансы. Остаточные взаимодействия и переход к фононному представлению.
г) Парные взаимодействия сверхпроводящего типа. Модель БКШ. Преобразование Боголюбова. Квазичастицы.
Энергетическая щель, энергия основного состояния.
д) Ротационные и вибрационные спектры. Изобар - аналоговые состояния. Гамов-Теллеровский резонанс. Моменты
инерции.
ж) Ядро как конечная Ферми - система. Метод функций Грина. Аналитические свойства функций Грина.
Спектральное разложение. Одночастичные функции Грина для бесконечной и конечной систем. Взаимодействие
между квазичастицами. Парньге корреляции в формализме функций Грина.
з) Кластерная радиоактивность. Основные экспериментальные способы изучения кластерной радиоактивности.
Теоретические подходы к описанию кластерной радиоактивности.
и) Деление ядер. Массовые и энергетические распределения продуктов деления ядер. Нейтроны процесса деления
- мгновенные и запаздывающие, к) Спонтанное деление ядер. Основные свойства и закономерности. Изомерия
формы ядер. Кластерная радиоактивность, спонтанное деление и альфа - распад - процессы единой природы,
методы расчета вероятности этих процессов.
Ядерные реакции.
а) Основы теории ядерных реакций. Законы сохранения. Принцип детального равновесия. Каналы реакции. Матрица
рассеяния. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами.
б) Реакции с медленными нейтронами. Резонансный захват нейтронов. Формула Брейта - Вигнера. Рассеяние
нейтронов ядрами. Дифракционное рассеяние.
в) Прямые ядерные реакции, Неупругое рассеяние. Реакции передачи и подхвата. Реакции образования составного
ядра. Статистическая теория ядерных реакций.
г) Исследования структуры ядра с помощью быстрых электронов, мезонов, протонов. Мезоатомы. Кварки в ядрах.
Гиперядра.
д) Ядерная энергетика. Основные свойства нейтрона. Методы получения и регистрации. Взаимодействие с ядрами и
веществом. Ядерные реакторы. Термоядерная энергетика и ее перспективы.
Физика элементарных частиц.
а) Классификация элементарных частиц. Квантовые характеристики частиц. Сильные, слабые и электромагнитные
распады частиц. Правила отбора.
б) Модель кварков. Изотопическая и SU(3) симметрии сильного взаимодействия. Цветовая симметрия сильного
взаимодействия. Квантовая хромодинамика.
г) Ненуклонные степени свободы в ядрах. Гиперядра, сигма-ядра, дельта-ядра. Реакции с К-мезонами как источник
получения гиперядер.
д) Кумулятивный эффект при рождении частиц в реакциях при высоких энергиях. Модель флуктонов.
ж) TtN - рассеяние. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные формфакторы нуклонов. Формула
Розенблюта.
з) Слабые взаимодействия. Сохраняющий странность слабый ток. Модель Вайнберга - Салама - Глэшоу
нейтрального тока. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально - векторного тока, их
следствия.
и) Элементы квантовой хромо динамики. Классический лагранжиан КХД.
Правила Фейнмана для лагранжиана КХД. Партоны.
Литература.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
В.Г.Соловьев Теория атомного ядра. Ядерные модели. Энергоиздат. М.1981.
В.Г.Соловьев Теория атомного ядра. Квазичастицы. Энергоиздат. МЛ 989.
Альфа-, бета-, гамма - спектроскопия. Под редакцией К.Зигбана, Атомиздат,1969 г., т.2.
А.С.Давыдов Теория атомного ядра. Гос. изд физ.-мат. лит. ,1958 г.
С.М.Поликанов Изомерия формы атомных ядер. Атомиздат,М.,1977.
П.П.Зарубин Радиоактивность, учебное пособие,СП,1993
Н.А.Власов Нейтроны, Наука, 1971
А.И.Абрамов и др. Основы экспериментальных методов ядерной физики,Энергоиздат, 1984
Б.А.Дементьев Ядерные энергетические реакторы, Энергоиздат, 1984
Е.А.Строковский и др. Дельта-изобарные возбуждения атомных ядер, ЭЧАЯ, 1993, т.24, с.603
А.Г.Ситенко Теория ядерных реакций, М., Энергоиздат, 1983
К.Хуанг Кварки,лептоны и калибровочные поля М., Мир, 1985
Л.Райдер Квантовая теория поля, М., Мир, 1987
В.Л.Аксенов Нейтронная физика на пороге XXI века , ЭЧАЯ, т.31,
вып.6, с. 1303, 2000.
A. Savin, Structure of nucleons, ЭЧАЯ, т.31, вып.7А, с.80.
В.И.Субботин, XXI век - век ядерной энергетики, ЭЧАЯ, т.29, вып.2, с.ЗЗЗ, 1998.
К.Н.Мухин, О.О.Патаракин Экзотические процессы в ядерной физике , УФЫ, т.170,© 8, с. 855,2000.
W.N.Cottingham, D.A.Greenwood An introduction to Nuclear Physics, cambrige Univ.press, 2001.
Материалы конференции: International Conference on Nuclear Physics, Nuclear shells - 50 years , Dubna,
Russia, Editors Yu.Ts.Oganessian, R.Kalpakchieva, 21024 April, 1999, Word Scientitic.