Радиоактивность. Элементы физики ядра

Начертательная геометрия
и инженерная графика
Начертательная геометрия
Задание по инженерной графике
Геометрические характеристики
плоских сечений
Построение геометрических фигур
Контрольная работа по
инженерной графике
Практикум по черчению
Оформление чертежей
Построения черчежа
Позиционные задачи

Основы машиностроительного черчения

Черчение Практикум по решению задач
Построение касательной
История искусства
Архитектура и скульптура Западной Европы
Живопись Франции
Барбизонская школа
Эдуард Мане
Импрессионизм
Неоимпрессионизм
Постимпрессионизм
Живопись Германии
Живопись Англии
Галерея Тейт в Лондоне
Искусство России
Архитектура и скульптура
Живопись
Иван Айвазовский
Василий Поленов
Василий Суриков
Исаак Левитан

Государственная Третьяковская галерея

Сопромат
Сопротивление материалов
Задачи по сопротивлению материалов
Теоретическая механика
Лабораторные работы по
сопротивлению материалов
Контрольная работа по сопромату
Лекции по черчению,
начертательной геометрии
Вычерчивание контуров деталей
Аксонометрическая проекция
Тени цилиндра
Конические сечения
Математика решение задач
Вычисление объемов с помощью
тройных интегралов
Основы векторной алгебры
Аналитическая геометрия
Решение типового варианта контрольной работы
Курсовая по математике
Вычисления интегралов
Интегралы при решении задач
Физика
Лекции и конспекты
Физика примеры решения задач
Механика
Термодинамика
Молекулярная физика
Электростатика и постоянный ток
Электромагнетизм
Электромагнитная индукция
Теория электромагнитного поля
Геометрическая оптика
Радиоактивность. Элементы физики ядра
Электротехника
Схемы выпрямителей, фильтров
MATLAB приложение Simulink
Курсовая по ТОЭ
Примеры выполнения заданий
Курс лекций по ТОЭ и типовые задания
Линейные электрические цепи
Резонанс в электрических цепях
Несинусоидальные токи
Расчет переходных процессов
Теория нелинейных цепей
Переходные процессы в нелинейных цепях
Лабораторные работы и расчеты по ТОЭ
Исследование переходных процессов
Моделирование электрических цепей
Задание на курсовую работу
Расчет переходного процесса в цепях
первого порядка
Использование программы Mathcad
Исследование  трёхфазных цепей
Исследование сложной электрической цепи постоянного тока
Исследование  трёхфазных цепей при соединении сопротивлений нагрузки
в треугольник
Информатика
Школьный учебник по информатике
Графический пакет AutoCAD
Adobe Illustrator
Инструменты
Векторные фильтры
Цветовые фильтры
Работа с текстом и шрифтом
Информационная графика
Учебник по Microsoft Internet Explorer
Основы безопасной работы с ресурсами сети
Microsoft Outlook
Компьютерные сети
Вычислительные сети
Основные проблемы построения сетей
Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации
Локальные и глобальные сети
Сети отделов, кампусов и корпораций
Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
Основы передачи дискретных данных
Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
Методы передачи данных канального уровня
Методы коммутации
Базовые технологии локальных сетей
Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2)
Технология Ethernet (802.3)
Технология Token Ring (802.5)
Технология FDDI
Fast Ethernet и 100VG - AnyLAN как развитие технологии Ethernet
Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet
Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней
Концентраторы и сетевые адаптеры
Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов
Техническая реализация и дополнительные функции коммутаторов
Сетевой уровень как средство построения больших сетей
Адресация в IP-сетях
Протокол IP
Протоколы маршрутизации в IP-сетях
Средства построения составных сетей стека Novell
Маршрутизаторы
Глобальные сети
Глобальные связи на основе выделенных линий
Глобальные связи на основе сетей с коммутацией каналов
Компьютерные глобальные сети с коммутацией пакетов
Удаленный доступ
Средства анализа и управления сетями
Мониторинг и анализ локальных сетей
Ядерная индустрия
История ядерной индустрии
Урановый проект
Попытка создать атомное оружие в Германии
США применила атомные бомбы
Атомная индустрия в Великобритании
Проектирование ядерного реактора Франция
Развитие ядерной индустрии в СССР
Урановый проект СССР в годы войны
Проектирование атомной подводной лодки
Первая в мире атомная электростанция
Атомный ледоход"Ленин"
Путешествие советской атомной подводной лодки на Северный полюс
Атомные двигатели для космоса
Курчатовский институт
Ядерные реакторы
Компоновка реакторного контура
Реактор ВВЭР
Реактор РБМК
Реакторная установка МКЭР -1500
Газоохлаждаемые реакторы
Атомные электростанции с натриевым теплоносителем
АЭС с реактором БН-350
Цепная ядерная реакция
Термоядерный синтез
Реакторы на быстрых нейтронах
Варианты  плавучего энергоблока и опреснительных установок
Радиационная и ядерная безопасность
Обеспечение защиты населения
 

Радиоактивность. Элементы физики ядра Закон радиоактивного распада:


1. Ядерные силы и модели ядра
1.1. Общие свойства ядерного вещества. Полная энергия ядер. Энергия связи. Химический потенциал, импульс Ферми (модель ферми-газа).
1.2. Нуклон-нуклонные взаимодействия при низких энергиях. Изотопическая симметрия. Тензорные силы. Мезонная теория сильного взаимодействия. Феноменологические нуклон-нуклонные потенциалы. Дейтрон.
1.3. Оболочечная модель ядра. Средний ядерный потенциал. Последовательность одночастичных уровней. Частично-дырочный формализм. Метод ХартриФока. Приближение хаотических фаз. Гигантские резонансы. Зарядовообменные резонансы. Релятивистские модели среднего поля ядра.
1.4. Парные взаимодействия сверхпроводящего типа. Модель БардинаКупераШриффера. Преобразование Боголюбова, квазичастицы. Энергетическая щель, энергия основного состояния.
1.5. Ротационные и вибрационные спектры ядер. Моменты инерции. Электромагнитные переходы и правила отбора. Метод бозонных разложений. Модель взаимодействующих бозонов и фермионов. Высокоспиновые состояния. Статистическое описание сильновозбужденных ядер. Плотность уровней ядра.
1.6. Ядро как конечная ферми-система. Метод функций Грина. Аналитические свойства функций Грина. Спектральное разложение. Одночастичные функции Грина для бесконечных и конечных систем. Взаимодействие между квазичастицами. Парные корреляции в формализме функций Грина.
1.7. Бета-распад ядер. Гамильтониан слабого взаимодействия. Правила отбора для бета-переходов. ft-величины. Гипотеза сохранения векторного тока и частичного сохранения аксиально-векторного тока. Мю-захват. Несохранение четности в слабом взаимодействии. Описание бета-распада свободного нейтрона. Матричные элементы бета-переходов ядер и их оценки в ядерных моделях. Процессы двойного двухнейтринного и безнейтринного бета-распада.
1.8. Протонный распад, альфа-распад и кластерные распады ядер. Запаздывающие распадные процессы. Деление ядер. Спонтанное деление. Мультимодальное деление. Метод оболочечной поправки Струтинского. Нарушение четности в процессах деления. Трансурановые и сверхтяжелые элементы, остров стабильности сверхтяжелых ядер.

2. Теория ядерных реакций
2.1. Волновые функции непрерывного спектра. Аналитические свойства S-матрицы. Дисперсионные соотношения. Амплитуда рассеяния. T-матрица. Вероятность и сечение рассеяния. Оптическая теорема.
2.2. Рассеяние двух частиц без спина и со спином. Принципы инвариантности и законы сохранения. Одноканальное и многоканальное рассеяние. Борновский ряд. Борновское приближение с плоскими и искаженными волнами.
2.3. Рассеяние электронов на ядрах. Мультипольное разложение. Упругое и неупругое рассеяние. Радиационные поправки.
2.4. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами. Мнимая часть потенциала. Прямые ядерные реакции. Реакции выбивания, подхвата, передачи.
2.5. Рассеяние на системах связанных частиц. Квазиупругое рассеяние. Многократное рассеяние, теория Глаубера. Ядро-ядерные столкновения. Реакции слияния. Рассеяние мезонов на ядрах. Поглощение мезонов. Пи-мезоатомы. Гиперядра.
2.6. Малонуклонные системы. Уравнения Фаддеева. Ефимовские состояния. Описание слабосвязанных легких гало-ядер.
2.7. Рассеяние частиц высокой энергии на ядрах. Форм-факторы. Проявление в ядерных реакциях кварковых и других ненуклонных степеней свободы.

3. Ядерная астрофизика
3.1. Происхождение и эволюция Вселенной. Нуклеосинтез нуклидов в Солнечной системе и Галактике. Физика элементарных частиц и космология. Реликтовые нуклоны, барионная асимметрия и проблема стабильности протона.
3.2. Солнечная энергия. Основные ядерные реакции на Солнце. Ядерные реакции в звездах в процессе эволюции. Происхождение элементов легче железа. Модели звезд и эволюция звезд до взрыва сверхновой. Белые карлики.
3.3. Природа взрывов сверхновых. Динамика коллапса. Роль нейтрино в коллапсе сверхновых. S- и R-процессы. Происхождение средних и тяжелых элементов. Космохронология.
3.4. Нейтринная астрофизика. Солнечные нейтрино и нейтрино от сверхновых. Наблюдение взрыва сверхновой 8К 1987А. Современные детекторы солнечных нейтрино, проблема дефицита солнечных нейтрино. Масса нейтрино и гипотеза нейтринных осцилляций.

II. Физика элементарных частиц
(для специалистов-теоретиков по физике атомного ядра)

1. Общий обзор элементарных частиц и их свойства
1.1. Таблица элементарных частиц. Квантовые числа частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады частиц. Эмпирические правила отбора.
1.2. Модель кварков. Изотопическая и SU(3) симметрия сильных взаимодействий; свойства слабых и электромагнитных взаимодействий по отношению к этим симметриям. Стандартная модель электрослабого и сильного взаимодействий. Массовые формулы. Цветовая симметрия сильных взаимодействий. Понятие о квантовой хромодинамике.
. Взаимодействия элементарных частиц
2.1. p N-рассеяние. Формальная теория рассеяния p -мезонов нуклонами.
2.2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные форм-факторы нуклонов. Формула Розенблюта.
2.3. Слабое взаимодействие, электромагнитные и сильные распады частиц. Эмпирические правила отбора. Сохраняющий странность слабый ток. Стандартная модель ВайнбергаГлэшоуСалама. Нейтральные токи. Z- и W-бозоны, их ширины и моды распада.
2.4. Физика нейтрино. Уравнение Вейля. Дираковское и майорановское нейтрино. Электронное, мюонное и тау-нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Гипотеза аномального магнитного момента нейтрино. Современные данные по нейтринным осцилляциям.
2.5. Процессы с большой передачей импульса. Понятие о партонной модели. Кварковый счет. Понятие о квантовой хромодинамике.


III. Квантовая теория поля
(для специалистов-теоретиков по физике элементарных частиц)

1. Классическая теория поля
1.1. Лагранжев и гамильтонов формализм в классической теории. Теорема Нетер и сохраняющиеся величины. Тензор энергии-импульса. Тензоры момента и спина. Заряд и вектор тока.
1.2. Скалярное поле. Уравнение КлейнаГордона и свойства его решений. Разложение полей по положительно- и отрицательно-частотным решениям и плоским волнам. Комплексное (заряженное) поле. Вектор энергии-импульса, тензор момента. Заряд и ток скалярного поля.
1.3. Векторное поле. Лагранжиан векторного поля. Вектор энергии-импульса, вектор спина, тензор напряженности.
1.4. Электромагнитное поле. Вектор-потенциал и напряженности. Калибровочные преобразования. Условие Лоренца. Поперечные, продольная и временная компоненты. Вектор энергии-импульса, спин.
2. Квантовая теория свободного поля
2.1. Метод вторичного квантования. Пространство чисел заполнения. Операторы рождения и уничтожения. Пространство Фока. Операторы в представлении вторичного квантования. Шредингеровская и гайзенберговская картины в методе вторичного квантования.
2.2. Постулаты квантования полевой системы. Операторы рождения и уничтожения. Типы перестановочных соотношений.
2.3. Квантование скалярного, векторного и спинорного полей. Динамические переменные свободных полей и отвечающие им операторы энергии-импульса, спина, тока, заряда. Положительная определенность энергии. Проекционные операторы и спиновая матрица плотности. Зарядовое сопряжение.
2.4. Электромагнитное поле. Индефинитная метрика. Условие Лоренца. Динамические переменные. Проекционные операторы, поляризационная матрица плотности.
2.5. Перестановочные функции и различные типы функций Грина. Явный вид особенности на конусе. Нормальное произведение операторов.

3. Описание взаимодействия, матрица рассеяния,
свойства симметрии. Метод теории возмущений
3.1. Представления Гайзенберга, Шредингера, Дирака (взаимодействия). Общая форма оператора эволюции. Определение матрицы рассеяния. Свойства релятивистской инвариантности, унитарности и причинности. Условие причинности Боголюбова.
3.2. Лагранжианы различных типов взаимодействия и принципы симметрии. Сильные, электромагнитные и слабые взаимодействия. C, P,
T-преобразования. Теорема Людерса-Паули. Р-нечетный лагранжиан слабого взаимодействия.
3.3. Вероятности и сечения. Релятивистски инвариантное определение амплитуды реакции. Инвариантные фазовые объемы. Соотношение унитарности для инвариантных амплитуд рассеяния. Оптическая теорема.
3.4. Вывод хронологического представления для S-матрицы в теории возмущений. Приведение S-матрицы к нормальной форме. Теорема Вика. Диаграммы Фейнмана. Теорема Фарри.
3.5. Эффекты низшего порядка теории возмущений: комптон-эффект, фотоэффект, аннигиляция пары, тормозное излучение и рождение пары в поле ядра, формфакторы, естественная ширина линий, позитроний.
3.6. Мультипольное излучение.

4. Общий метод перенормировки
4.1. Расходимости в низших порядках электродинамики: собственная энергия электрона, поляризация вакуума, вершинная часть. Методы регуляризации и выделение расходимостей. Перенормировка массы и заряда в низшем порядке по константе связи. Размерная регуляризация. Схема минимальных вычитаний.
4.2. Классификация ренормируемости теории. Примеры перенормируемых теорий. Приводимые и скелетные диаграммы. Степень расходимости произвольной скелетной диаграммы. Перенормировка массы, заряда, волновых функций и вклада произвольной диаграммы. Общая теория R-операции БоголюбоваПарасюка. Операторные разложения и их основные применения.
4.3. Градиентная инвариантность, тождества УордаТахакаши и ренормируемость квантовой электродинамики. Перенормировка массы и заряда.
4.4. Суммирование диаграмм. Уравнение ДайсонаШвингера. Уравнение БетеСолпитера. Инфракрасные расходимости, их факторизация и устранение при учете испускания мягких квантов.
4.5. Ренормализационная группа. Инвариантный заряд, функция ГеллМаннаЛоу. Уравнение ОвсянниковаКаланаСиманчика. Аномальные размерности.
4.6. Вычисление радиационных поправок к закону Кулона и магнитному моменту. Лэмбовский сдвиг.
5. Квантование неабелевых калибровочных теорий
5.1. Метод континуального интегрирования.
5.2. Квантование неабелевых калибровочных полей. Постулат квантования и вспомогательные поля ФаддееваПопова. Перенормируемость. Асимптотическая свобода на малых расстояниях. Квантовая хромодинамика.
5.3. Спонтанное нарушение симметрии. Теорема Голдстоуна, явление Хиггса. Концепция квазисредних Боголюбова.

6. Элементы аксиоматической квантовой теории поля.
Аналитические свойства амплитуды
6.1. Аксиоматическая формулировка Боголюбова. Радиационные
операторы.
6.2. Формулировка теории поля Лемана-Симанчика-Циммермана. Асимптотические условия. Редукционные формулы.
6.3. Перекрестная симметрия. Аналитические свойства амплитуды рассеяния по cos q . Ограничения Фруассара.
6.4. Аналитические свойства диаграмм Фейнмана и уравнение Ландау для их особенностей (особенности петли, треугольника, квадратика). Представление Мандельстама для четырехугольника.

IV. Теория элементарных частиц
(для специалистов-теоретиков по физике элементарных частиц)

1. Общий обзор элементарных частиц и их свойства
1.1. Таблица элементарных частиц: лептоны, мезоны, барионы, мезонные и барионные резонансы, W, Z-бозоны. Квантовые числа частиц: масса, спин, четность, зарядовая четность, изоспин, странность, чарм,
G-четность.
1.2. Распады и времена жизни частиц. Слабые, электромагнитные и сильные распады. Их характерные времена и ширины распадов. Эмпирические правила отбора на основе сохранения зарядов: электрического, барионного, лептонного, гиперзаряда, странности.

2. Симметрия элементарных частиц
2.1. Группа Пуанкаре. Спин и спиральность, дискретные С, Р и Т симметрии. Использование спиральности для описания частиц с высокими спинами.
2.2. Изотопическая инвариантность сильных взаимодействий. G-четность; правила отбора, вытекающие из сохранения G-четности.
2.3. Изотопические свойства электромагнитных взаимодействий. Изотопические соотношения между магнитными моментами гиперонов, соотношения между амплитудами фоторождения и радиационных распадов резонансов.
2.4. SU(3)-симметрия сильных взаимодействий. Классификация элементарных частиц по представлениям SU(3). Нарушение SU(3)-симметрии и массовые формулы. Соотношения между вероятностями различных процессов, вытекающие из SU(3)-симметрии; распады бозонных и барионных резонансов. Нарушение унитарной симметрии в процессах рассеяния. Частицы с чармом. Введение цвета. Глюонная гипотеза.
2.5. Электромагнитные и слабые взаимодействия в унитарной симметрии. Соотношения между электромагнитными вершинами и вероятностями радиационных распадов. Электромагнитное расщепление масс. Унитарная структура слабых взаимодействий. Стандартная модель электрослабого взаимодействия.
2.6. Кварковая модель элементарных частиц. Кварки и их основные свойства, цвет, массы кварков и массовые формулы. Тяжелые b- и t-кварки. Электромагнитные и слабые взаимодействия в рамках кварковой модели, оценки вероятностей переходов. Правила Окубо-Цвейга. Глюоны.

3. Динамика сильных и электромагнитных
взаимодействий
3.1. p N- и p K-рассеяние: данные опыта, фазовый анализ, резонансы. Дисперсионные соотношения. Уравнение Чу-Лоу, уравнения N/D-метода. Фоторождение p -мезонов и резонансов на нуклонах. Данные опыта о фоторождении. Векторная доминантность. Рождение адронных резонансов в e+e-встречных пучках. Проверка унитарной симметрии, w - j -смешивание. Величина отношения R, область вблизи I/y и новые тяжелые кварки. Дуальность между адронами и кварками в полном сечении e+e-аннигиляции в адроны.
Данные опыта о рождении частиц в p N и NN-столкновениях. Дифракционный и мультипериферический механизм рождения. Полюсные члены в амплитуде рождения. Определение характеристик p p -взаимодействия методом Чу-Лоу.
3.2. Рассеяние электронов на нуклонах и электромагнитные форм-факторы нуклонов. Экспериментальные данные, формула Розенблюта, дисперсионные соотношения для форм-факторов. Глубоконеупругое рассеяние. Партонная модель, масштабная инвариантность.
3.3. Токи в физике элементарных частиц: коммутационные соотношения для токов, сохраняющиеся токи, электромагнитные и слабые токи, алгебры токов SU(2)? SU(3) и SU(3)? SU(3). Векторная доминантность в электромагнитных взаимодействиях. Частичное сохранение аксиального тока, приближение мягких пионов, правило сумм АдлераВайсбергера. Аномальные тождества Уорда.
3.4. Квантовая хромодинамика: отклонения от масштабной инвариантности в процессах глубоконеупругого рассеяния электронов и нейтрино на адронах, в e+e-аннигиляции в адроны. Дуальность, метод правил сумм в квантовой хромодинамике, понятие о вакуумных конденсатах.
4. Слабые взаимодействия
4.1. Универсальное VA-взаимодействие. Токи с D S? 0, угол Кабиббо. Сохранение странности в нейтральных токах, гипотеза симметрии лептонных и кварковых дублетов. Промежуточные бозоны. Введение чарма, механизм GIM. Модель ГлэшоуСаламаВайнберга, угол Вайнберга. Нейтральные токи.
4.2. Следствия универсального VA взаимодействия при низких энергиях. Октетная схема Кабиббо. n е-рассеяние и m -распад. b -распад и лептонные распады адронов, двойной b -распад двухнейтринного типа. Процессы m -захвата.
4.3. Нелептонные распады адронов. Правило D Т=1/2 и его обобщение. Сохранение векторного тока, гипотеза РСАС. Соотношение ГольдбергераТреймана.
4.4. Распады нейтральных К-мезонов и нарушение СР-инвариантности. Феноменология распадов К-мезонов: нелептонные, лептонные распады. Несохранение СР и Т в распадах нейтральных каонов. Интерференционные эффекты в распадах К0-мезонов.
4.5. Физика нейтрино. Взаимодействие нейтрино с нуклонами и ядрами. Три типа нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Нейтринные эксперименты на ускорителях, реакторах, детектирование солнечных нейтрино и нейтрино от взрывов сверхновых. Безнейтринный двойной b -распад ядер.
4.6. Слабые взаимодействия при высоких энергиях. Нейтринные реакции. Их описание в партонной модели, приближенная масштабная инвариантность.
4.7. Поиски выхода за рамки стандартной модели: понятия о суперсимметрии, супергравитации, теории суперструн.

5. Сильные взаимодействия при высоких энергиях
5.1 Обзор экспериментальных данных о рождении и рассеянии частиц при высоких энергиях, поведение полных сечений, дифференциальных сечений, процессы с перезарядкой. Инклюзивные сечения рождения, спектры, множественность. Приближенная масштабная инвариантность.
5.2. Строгие ограничения на поведение амплитуд рассеяния при высоких энергиях. Ограничение Фруассара, теорема Померанчука.
5.3. Дифракционные явления при высоких энергиях. Полюса Редже и резонансы. Реджевская асимптотика и мультипериферические процессы. Померон. Эйкональное приближение и модель квазипотенциала. Реджеонная модель для инклюзивных процессов.
5.4.Процессы с большими Р^ . Кварковый счет. Применения кварковой модели. Основные представления квантовой хромодинамики.

V. Ядерная физика
(для специалистов-экспериментаторов
по физике атомного ядра)

1. Взаимодействие ядерных излучений с веществом
1.1. Прохождение заряженных частиц через вещество. Ионизационные потери и их флуктуации. Однократное и многократное рассеяние. Взаимодействие электронов и фотонов с веществом. Излучение ВавиловаЧеренкова.
1.2. Резонансное рассеяние гамма-лучей. Эффект Мёссбауэра.
1.3. Взаимодействие нейтронов с веществом. Замедление нейтронов. Ультрахолодные нейтроны.
2. Физика атомного ядра
2.1. Общие свойства ядерного вещества. Основные характеристики ядер: плотность, заряд, спины ядер, четность, спектры возбуждения, ядерная нестабильность. Свойства ядерных сил, нуклон-нуклонное взаимодействие. Ядерные оболочки. Энергия связи ядер. Изотопический спин. Аналоговые состояния. Гиперядра и барионные резонансы в ядрах.
2.2. Модели ядра. Капельная модель ядра. Модель ферми-газа. Одночастичная оболочечная модель. Средний ядерный потенциал. Спин-орбитальная связь. Остаточное взаимодействие. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Коллективные эффекты в ядрах. Гигантские резонансы. Зарядово-обменные резонансы. Правила отбора для электромагнитных и бета-переходов. Квазичастичная модель ядра, парные корреляции сверхпроводящего типа. Плотность низколежащих состояний в ядрах.
2.3. Бета-распад. Элементарная теория бета-распада. Правила отбора и форма бета-спектра, корреляционные характеристики. Разрешенные и запрещенные бета-переходы. Электронный захват. Нарушение четности в слабых взаимодействиях. Бета-распад нейтрона. Двойной двухнейтринный и безнейтринный бета-распад.
2.4. Испускание ядрами протонов, альфа-распад, деление, кластерные распады ядер. Запаздывающие процессы распада ядер. Нарушение четности при делении. Спонтанно делящиеся изомеры. Трансурановые и сверхтяжелые элементы.
2.5. Взаимодействие ядер с электромагнитным излучением. Мультипольные переходы и правила отбора для гамма-излучения. Внутренняя конверсия. Фотоядерные реакции. Кулоновское возбуждение ядер. Гигантские мультипольные резонансы.

3. Ядерные реакции
3.1. Основы теории ядерных реакций. Законы сохранения. Принцип детального равновесия. Каналы реакции. Матрицы рассеяния. Оптическая модель взаимодействия нуклонов с ядрами.
3.2. Реакции с медленными нейтронами. Резонансный захват нейтронов. Формула БрейтаВигнера. Рассеяние нейтронов ядрами. Рассеяние нейтронов кристаллами. Отражение и поляризация нейтронов. Дифракционное рассеяние. Нейтронная спектроскопия. Ультрахолодные нейтроны.
3.3. Прямые ядерные реакции. Неупругое рассеяние. Реакции передачи. Ядерные реакции перезарядки. Зарядовообменные резонансы.
3.4. Исследование ядра с помощью быстрых электронов, мезонов, протонов. Мезоатомы. Образование и свойства гиперядер. Кварки в ядрах.

4. Ядерная астрофизика
4.1. Физика элементарных частиц и космология. Ранняя Вселенная.
Происхождение легчайших элементов, барионная асимметрия Вселенной и проблема стабильности протона. Нуклеосинтез элементов в звездах. Основные ядерные реакции источники энергии Солнца. Ядерные реакции в звездах в процессе эволюции. Модели звезд и эволюция звезд до взрыва сверхновой.
4.2. Природа сверхновых. Механизм взрыва сверхновой. Роль нейтрино в коллапсе сверхновых. Образование нуклидов в S- и R-процессах. Происхождение средних и тяжелых элементов. Космохронология.
4.3. Нейтринная астрофизика. Солнечные нейтрино. Современные детекторы солнечных нейтрино, проблема дефицита солнечных нейтрино, масса нейтрино и гипотеза нейтринных осцилляций. Наблюдение нейтрино от сверхновых. Поиски темной материи во Вселенной.

5. Физика элементарных частиц и их взаимодействий
5.1. Массы и квантовые числа элементарных частиц. Правила отбора для слабых, электромагнитных, сильных распадов.
5.2. Изотопические свойства сильных взаимодействий. SU(3)-симметрия сильных взаимодействий. Массовые формулы. Модель кварков.
5.3. NN- и p N-рассеяние. Фазовый анализ. Рассеяние электронов на нуклонах и ядрах. Электромагнитные формфакторы нуклонов и ядер.
5.4. Рассеяние быстрых нуклонов на ядрах. Теория Глаубера.
5.5. Слабое взаимодействие. Модель ВайнбергаГлэшоуСалама. Нейтральные токи. Сохранение векторного тока, гипотеза частичного сохранения аксиально-векторного тока и их следствия. Наблюдение W- и Z-бозонов.
5.6. Физика нейтрино. Дираковское и майорановское нейтрино. Масса нейтрино. Гипотеза нейтринных осцилляций. Процессы двойного двух-нейтринного и безнейтринного бета-распада ядер.
5.7. Глубоконеупругие процессы. Партонно-кварковая структура адронов. Основные положения квантовой хромодинамики.

VI. Элементарные частицы
(для специалистов-экспериментаторов по физике атомного ядра)

1. Сильные взаимодействия
1.1. Квантовые числа элементарных частиц и резонансов.
1.2. Дискретные симметрии. Пространственное отражение, зарядовое сопряжение, обращение времени, СРТ-теорема.
1.3. Свойства внутренней симметрии. Изотопическая инвариантность. Зарядовая симметрия и G-четность. Схема Гелл-МаннаНишиджимы. Унитарная симметрия и классификация частиц и резонансов по мультиплетам. Массовая формула Гелл-МаннаОкубо. Модель кварков. Квантовая хромодинамика.
1.4. Столкновения элементарных частиц. Нуклон-нуклоные столкновения при малых энергиях. Дейтрон. Упругое рассеяние П- и К-мезонов и нуклонов на нуклонах. Поляризационные явления. Неупругие процессы. Образование резонансных состояний в процессах столкновения. Формула БрейтаВигнера. Общие свойства рассеяния при высоких энергиях.
1.5. Основные представления теории комплексных моментов. Теорема Померанчука.
1.6. Инклюзивные процессы. Процессы на встречных протон-протонных и протон-антипротонных пучках.
2. Электромагнитные взаимодействия
2.1. Принцип минимальности электромагнитного взаимодействия. Правила отбора по изотопическому спину. Процессы фоторождения и электророждения.
2.2. Рассеяние электронов и мю-мезонов нуклонами и ядрами. Электромагнитные формфакторы. Магнитные моменты элементарных частиц.
2.3. Проверка применимости квантовой электродинамики при высоких энергиях.
2.4. Мезоатомы.
2.5. Процессы на встречных ее- и е+е+-пучках.

3. Слабые взаимодействия
3.1. Бета-распад. Форма спектров. Корреляционные эксперименты в бета-распаде. Бета-распад нейтрона. К-захват. Мю-захват. Разрешенные и запрещенные переходы. Правила отбора Ферми и ГамоваТеллера. Несохранение пространственной четности в слабых взаимодействиях.
3.2. Универсальная теория слабых взаимодействий. Гипотеза о сохранении векторного тока. Двухкомпонентное нейтрино. Электронное, мюонное и тау-нейтрино. Сохранение лептонного заряда.
3.3. Распады с изменением странности. Правила Т=1/2 и D Q=D S.
3.4. Унитарная симметрия в слабых взаимодействиях и угол Кабиббо.
3.5. Физика К0-мезонов. Интерференционные явления с нарушением СР-инвариантности в распадах К0-мезонов.
3.6. Нейтринные эксперименты на ускорителях при высоких и низких энергиях, реакторах, детектирование солнечных, атмосферных нейтрино и нейтрино от взрывов сверхновых, эксперименты по поискам нейтринных осцилляций.
3.7. Модель Глэшоу-Салама-Вайнберга и нейтральные токи в слабых взаимодействиях. Механизм Хигсса и массы частиц. Наблюдение Z- и W-бозонов в экспериментах на ускорителях.

4. Физика атомного ядра
4.1. Ядерные силы и общие свойства ядерного вещества. Энергия связи.
Модели ядра. Одночастичная оболочечная модель. Обобщенная модель ядра. Ротационные и вибрационные уровни. Модель ферми-газа. Квазичастичная модель ядра. Квазичастичные и низколежащие возбужденные состояния ядер.
4.2. Взаимодействия лептонов и адронов высокой энергии с ядрами. Электромагнитные формфакторы ядер. Теория Глаубера для взаимодействий адронов с ядрами.
4.3. Фотоядерные процессы. Гигантские мультипольные резонансы. Реакции перезарядки. Бета-распад ядер. Аналоговый и гамов-теллеровский резонансы.
4.4. Особенности рождения пионов и каонов при взаимодействии протонов с ядрами. Гиперядра. Пи- и К-мезоатомы.

VII. Методика экспериментальных исследований
(для специалистов-экспериментаторов по физике ядра и элементарных частиц)

1. Методы получения
1.1. Ускорители заряженных частиц. Линейные ускорители. Циклические ускорители. Принцип автофазировки. Жесткая фокусировка. Накопительные кольца и ускорители на встречных пучках. Коллективный метод ускорения. Методы фокусировки пучков и сепарация частиц.
2.1. Ядерные реакторы и их типы. Получение тепловых и ультрахолодных нейтронов.

2. Детекторы элементарных частиц
2.1. Газоразрядные детекторы. Счетчики ГейгераТроста, пропорциональные счетчики, ионизационные камеры. Сцинтилляционные счетчики.
2.2. Черенковские счетчики. Полупроводниковые счетчики.
2.3. Трековые детекторы с фильмовым съемом информации. Камера Вильсона, пузырьковые камеры, искровые и стримерные камеры. Метод ядерных фотоэмульсий.
2.4. Бесфильмовые камеры. Пропорциональные и дрейфовые камеры. Годоскопические системы из сцинтилляционных и черенковских счетчиков.

3. Методы измерений и математической обработки данных
3.1. Методы спектрометрических измерений. Магнитные спектрометры. Спектрометрические тракты измерений с полупроводниковыми и сцинтилляционными счетчиками с выводом данных на ЭВМ. Методы изображения многомерных спектров.
3.2. Дозиметрические измерения. Допустимые потоки излучений. Способы защиты.
3.3. Методы автоматической обработки фотографий трековых приборов. Механико-оптические и электронные системы сканирования с выводом данных на ЭВМ.
3.4. Физические установки с автоматическим выводом данных на ЭВМ. Типы накопительных устройств. Использование разных классов ЭВМ для приема, предварительной обработки и накопления информации, а также для контроля и управления.

4. Методы обработки экспериментальных данных
4.1. Основные понятия математической статистики. Теория статистических оценок и проверки гипотез. Метод максимального правдоподобия. Планирование эксперимента.
4.2. Системы математических программ обработки и анализа физических результатов. Геометрическая реконструкция пучков частиц. Система распознавания определенного класса событий. Анализ физических результатов.

VIII. Основные сведения по экспериментальной ядерной физике
(по технической отрасли науки)

1. Основные свойства элементарных частиц
1.1. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях; уравнения движения.
1.2. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Ионизационные потери и пробег тяжелых заряженных частиц; прохождение бета-частиц через вещество. Взаимодействие нейтральных частиц с веществом.
1.3. Элементарные частицы и ядра. Основные характеристики ядер. Физические свойства частиц: заряды, масса, спин, четность, изоспин. Времена жизни частиц.

2. Методы регистрации элементарных частиц
2.1. Методы регистрации заряженных и нейтральных частиц.
2.2. Газонаполненные счетчики и их типы. Ионизационные камеры. Газонаполненные камеры с оптическим методом съема информации. Искровые и стримерные камеры.
2.3. Газонаполненные камеры с электронными методами съема информации. Многопроволочные искровые, пропорциональные и дрейфовые камеры.
2.4. Сцинтилляционные и черенковские детекторы. Фотоумножители.
2.5. Полупроводниковые детекторы. Позиционно-чувствительные
детекторы.
2.6. Регистрация частиц с помощью пузырьковых камер.

3. Статистическая обработка результатов измерений
3.1. Основы теории вероятностей. Случайные величины. Основные законы распределения случайных величин: биномиальное распределение Пуассона, распределение Гаусса.
3.2. Основы теории ошибок измерений.
3.3. Основы теории просчетов регистрирующих систем.

IX. Общая радиоэлектроника и вычислительная техника
(по технической отрасли науки)

1. Методы расчета электрических цепей и схем
1.1. Анализ линейных электрических цепей. Эквивалентные схемы. Законы Кирхгофа, теорема об эквивалентном генераторе, метод узловых потенциалов, метод контурных токов. Четырехполюсники.
1.2. Анализ электрических сигналов. Дельта-функция и ступенчатая функция. Преобразование Фурье.
1.3. Передача сигналов через линейные системы. Дифференциальные уравнения, описывающие процессы в электрических цепях. Импульсная характеристика линейной системы. Интеграл суперпозиции. Формула свертывания. Передаточная функция. Переходные процессы в длинных цепях.
1.4. Основы операционного исчисления. Преобразование Лапласа.
1.5. Основы алгебры логики. Составление логических электронных схем.

2. Полупроводниковые приборы
2.1.Физические принципы работы полупроводниковых приборов. Их классификация.
2.2. Полупроводниковые диоды. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Разновидности диодов: импульсные диоды, диоды с накоплением заряда, туннельные диоды, стабилитроны, светоизлучающие диоды и др. Примеры применения.
2.3. Биполярные транзисторы. Принцип действия, основные характеристики, параметры и режимы работы. Схемы включения, эквивалентные схемы, работа в линейном и ключевом режимах. Разновидности триодов. Примеры их применения.
2.4. Полевые транзисторы. Принцип действия, разновидности полевых транзисторов. Основные характеристики, параметры и режимы работы. Примеры применения.
2.5. Другие разновидности полупроводниковых приборов: динистор, тиристор, однопереходный транзистор и др. Их основные характеристики и параметры. Примеры применения.
3. Интегральные схемы
3.1. Гибридные и монолитные интегральные схемы. Монолитные интегральные схемы на основе биполярных и МДП-транзисторов, их особенности. Технология изготовления интегральных схем различных типов.
3.2. Аналоговые интегральные схемы: дифференциальные и операционные усилители, регуляторы напряжения, преобразователи код-аналог и аналог-код. Их основные параметры, примеры применения.
3.3. Логические интегральные схемы. Их классификация по схемо-техническому исполнению. Основные параметры. Быстродействие схем. Система логических элементов. Типы триггеров. Примеры применения.
3.4. Интегральные схемы со средней степенью интеграции: счетчики, регистры, коммутаторы, дешифраторы, сумматоры и др.
3.5. Интегральные схемы с большой степенью интеграции: сложные логические устройства, запоминающие устройства, микропроцессоры и др. Пути дальнейшего повышения степени интеграции.
4. Электронные измерительные приборы
4.1. Классификация измерительных приборов; их классы точности.
4.2. Электронно-лучевые осциллографы. Их основные блоки. Скоростные осциллографы, стробоскопические осциллографы, осциллографы на запоминающих трубках.
4.3. Измерительные генераторы, их типы и характеристики.
4.4. Цифровые приборы для измерения аналоговых величин (напряжения, тока, частоты и др.). Их принцип действия и устройство.

Примеры решения задач

Пример 1. Автомобиль проходит первую треть пути со скоростью , а оставшуюся часть пути со скоростью км/ч. Определить скорость на первом участке пути, если средняя скорость на всем пути км/ч.

Пример 4. У светофора трактор, движущийся равномерно со скоростью 18 км/ч, обогнал автомобиль, который из состояния покоя начал двигаться с ускорением а=1,25 м/с2. Определить: 1) на каком расстоянии от светофора автомобиль обгонит трактор; 2) скорость автомобиля при обгоне.

Кинематика криволинейного движения

Динамика поступательного движения

Динамика вращательного движения

Работа, энергия, мощность

Пример 5. Спутник вращается вокруг Земли по круговой орбите радиусом r. В какой пропорции сообщенная ему при запуске энергия поделилась между потенциальной и кинетической энергиями?

Силы упругости

Гармонические колебания. Волны в упругой среде