Ülevaade kaasaegse osakestefüüsika ja kosmoloogia alustest. Elementaarne arusaamine kvantmehaanikast ja relatiivsusteooriast

Overview of contemporary particle physics and cosmology. Elementary understanding of quantum mechanics and the theory of relativity

Üliõpilane:
- tunneb kvantmehaanika ja relatiivsusteooria põhialuseid;
- teab, mis on Standardmudel ja milliseid osakesi me tunneme;
- oskab arvutada osakeste hajumise relativistlikku kinemaatikat ja lihtsaid ristlõikeid;
- teab tumeaine põhilisi omadusi;
- tunneb Friedmanni võrrandeid ja peamisi kosmoloogilisi mudeleid;
- mõistab algtasemel Suure Paugu kosmoloogiat.

The student:
- knows the basics of quantum mechanics and relativity;
- knows the Standard Model and existing particles;
- knows how to calculate relativistic kinematics of scattering and simple cross sections;
- knows the defining properties of dark matter;
- knows Friedmann equations and main cosmological models;
- understands Big Bang cosmology at a basic level.

Kiirendid, osakesed, vastastikmõjud. Kvantmehaanika alused, spinn, statistika. Relativistlik kinemaatika, lagunemine, hajumine ja ristlõige. Sümmeetria (globaalne, lokaalne), selle rikkumine, jäävusseadused. Standardmudel, kvargid ja leptonid. Standardmudeli täiendused, tumeaine, neutriinod.
Vaatluslik kosmoloogia. Gravitatsioon ja Universumi geomeetria. Kosmoloogilised mudelid ja vaatluslikud parameetrid. Kosmoloogiline konstant ja kiirenev paisumine. Universumi vanus. Tumeaine, tumeenergia. Kosmiline reliktkiirgus. Varane Universum, nukleosüntees, kosmiline inflatsioon, algne singulaarsus. Standardne kosmoloogiline mudel, üldrelativistlik kosmoloogia. Kosmilised neutriinod. Barüogenees. Struktuuriteke.

Accelerators, particles interactions. Basics of quantum mechanics, spin, statistics. Relativistic kinematics, particle decay, scattering, cross sections. Symmetries (global, local), their breaking, conserved quantities. Standard Model, quarks and leptons. Extensions of the Standard Model, dark matter, neutrinos.
Observational cosmology. Gravity and the geometry of the Universe. Simple cosmological models and observational parameters. Cosmological constant and accelerated expansion. Age of the Universe. Dark Matter and Dark Energy. Cosmic Microwave Background. Early Universe, nucleosynthesis, inflationary Universe, the initial singularity. Standard Cosmological Model, General Relativistic cosmology. Cosmic neutrinos. Baryogenesis. Structures in the Universe.

-

-

-

-

Robert Mann, "An Introduction to Particle Physics and the Standard Model"; Andrew Liddle, "An Introduction to Modern Cosmology"; Richard Feynman, "QED"

-