Симметрии и фундаментальные взаимодействия
- Симметрии – непрерывные и дискретные. Группы преобразований симметрии.
Инварианты. Элементы теории групп и алгебр Ли.
- Группа Пуанкаре – группа релятивистской инваринатности в СТО. Скалярные,
векторные и спинорные поля как представления группы Пуанкаре.
- Принцип наименьшего действия в классической механике и теории поля.
Лагранжиан и уравнения Эйлера–Лагранжа. Действие и уравнения движения для
скалярного, векторного и спинорного полей.
- Теорема Нётер: симметрии и законы сохранения. Токи и заряды Нётер.
Внешние и внутренние (изотопические) симметрии. Интеграл энергии и
изотопические заряды как заряды Нётер.
- Теорема Нётер: приложение к системам скалярных, векторных и спинорных
полей.
- Теории поля с глобальной группой изотопических симметрий и семейством
нетривиальных вырожденных вакуумных состояний. Потенциал Хиггса. Спонтанное
нарушение симметрии. Безмассовые поля Намбу–Голдстоуна, теорема Голдстоуна.
Случай абелевой группы симметрий.
- Спонтанное нарушение симметрии и теорема Голдстоуна в случае неабелевой
группы симметрий.
- Калибровочные теории как теории с локализованной изотопической
симметрией. Скалярная и спинорная электродинамика как эталонный пример
калибровочной теории.
- Локализация изотопической симметрии и калибровочные преобразования в
неабелевом случае. Поля Янга–Миллса как компенсирующие поля. Уравнения
Янга–Миллса.
- Калибровочная симметрия и проблема введения масс в калибровочно–инвариантной
теории. Механизм Хиггса генерации масс. «Поедание» намбу–голдстоуновских мод
векторными полями – абелев случай.
- Механизм Хиггса в неабелевом случае.
- Фиксация калибровки как эффективный метод определения спектра масс и
получения лагранжиана взаимодействия в калибровочно–инвариантной теории.
Унитарная калибровка в ортогональных и унитарных моделях.
- Бозонный сектор электрослабой теории. Спектр масс бозона Хиггса, W– и Z–бозонов,
безмассовость поля фотона. Неминимальный характер электромагнитного
взаимодействия в Стандартной Модели.
- Точные решения в нелинейных теориях с глобальными и локализованными
симметриями. Солитоны. Кинк. Доменные стенки, многомерие, браны и другие
физические приложения.
- Приём Штюкельберга введения масс в калибровочно–инвариантной теории как
альтернатива механизма Хиггса.
Лектор: О.В. Кечкин.