2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Изучение ФЭЧ
Сообщение17.12.2012, 10:26 


25/11/12
76
Заголовок должен был бы звучать как «ФЭЧ с чего начать?», обычно на такой вопрос от первокурсника, преподаватели в универе подсовывали мне всякую научно-популярную литературу в духе все обо всем и ничего толком. Дико бесит. Да, я хотел бы начать учить ФЭЧ сейчас и причем начать не с бессмысленных разговоров, а с серьезных книг. Мне гораздо удобней работать с одной-тремя серьезными книгами, докапываться до истины часами и рыться в поисках информации. Я хотел бы спросить у вас из чего состоит ФЭЧ, то есть, какой необходим мат аппрат, какие разделы физики нужно знать, ну и желательно литература. Есть замечательный ресурс, но мне почему-то кажется что там все слишком разбросано, нет структуры и все очень в сжатой форме.
Спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение ФЭЧ
Сообщение17.12.2012, 13:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
ФЭЧ состоит из теории и эксперимента. Теория - это квантовая теория поля (КТП), одна из самых сложных физических теорий. Из-за предварительных необходимых курсов физики и математики, КТП удаётся начать изучать где-то курсе на третьем - на четвёртом. Эксперимент - это изучение столкновений частиц, из которого вытаскиваются важные величины и функции, чтобы строить соответствующую теоретическую модель. Экспериментальная техника - это ускорители и детекторы, и их изучать можно уже на курсе первом-втором.

Надо различать ядерную физику и ФЭЧ. Когда-то это был один раздел физики, но сегодня они довольно сильно разошлись. Ядерная физика занимается явлениями на ядерном уровне: это расстояния порядка одного-нескольких ферми (ферми = фемтометр (фм) = $10^{-15}$ метра - это примерный радиус протона и радиус ядра; атом в 100 000 раз больше), и энергии порядка 1 МэВ. То есть, античастицы электронов (позитроны) в ядерных явлениях возникать могут, и аннигилировать, а вот античастицы протонов (антипротоны) - ещё нет. Сильные и слабые взаимодействия в ядрах проявляются на грубом межнуклонном уровне, а скорости нуклонов нерелятивистские. ФЭЧ в узком смысле слова (она же HEP = high-energy physics) - занимается явлениями на масштабе от 1 ГэВ (хотя даже от 0,1 ГэВ), и сегодня достигает порядка 100 - 1000 ГэВ (1 ТэВ), хотя не весь этот диапазон густо населён интересными штуками. Расстояния, интересные для ФЭЧ, начинаются с 1 фм, и достигают $10^{-20}$ метра. Вся ФЭЧ протекает в глубоко релятивистской области скоростей, и все частицы постоянно возникают вместе со своими античастицами. Сильные и слабые взаимодействия действуют на фундаментальном уровне, между кварками.

Примерная дорога от 1 курса до КТП состоит из таких этапов:
1. Теоретическая механика.
2. СТО (специальная теория относительности).
3. Теория поля (обычно изучается на примере электродинамики).
4. КМ (квантовая механика).
а математический базис такой:
- Линейная алгебра
- Математический анализ
- ТФКП (теория функций комплексной переменной)
- Теория вероятности
- Дифференциальные уравнения
- Дифференциальные уравнения в частных производных
не считая некоторых вещей, по которым достаточно знать только самые основы, которые обычно излагаются в курсах физики (вариационное исчисление, псевдоевклидова геометрия, теория обобщённых функций и функциональный анализ, некоммутативная алгебра и анализ).

Из-за такой большой подготовительной базы, по серьёзным книгам сразу удовлетворить интерес почти невозможно. Но могу посоветовать несколько на первое время:
- Копылов "Всего лишь кинематика" (если честно, научно-популярная)
- Хелзен, Мартин "Кварки и лептоны" (даёт представление о теории ФЭЧ и о её связи с экспериментом)
- Любимов, Киш "Введение в экспериментальную физику частиц" (это со стороны эксперимента)
- Мухин "Экспериментальная ядерная физика" 3-томник (там много про ядра, но в 3-м томе есть и про частицы)
Думаю, эти книги вам уже на первом курсе могут быть частично понятны, и интересны.

Постепенно и в ресурсе http://nuclphys.sinp.msu.ru/ разберётесь. Кроме того, рекомендую копнуть библиотеку "Колхоз" (несколько потрёпанная копия http://kolxo3.tiera.ru/index_old.html ), особенно разделы:
Physics / Quantum field theory - все подразделы
Physics / Quantum mechanics
Physics / Electromagnetism
Physics / Classical physics / Classical fields
Physics / Classical physics / Theoretical mechanics
В разделе Physics / Encyclopaediae лежит Физическая Энциклопедия (начала 90-х годов издания), которую очень рекомендую иметь и почитывать.

Научные статьи (за рамками учебников) для начала можно найти здесь:
http://ufn.ru/ - журнал УФН, обзорные статьи
http://arxiv.org/ - оригинальные публикации в препринтах, через этот ресурс проходит подавляющее большинство статей, прежде чем попасть в журналы. Разделы hep-*, math-ph, nucl-*, quant-ph. Но это море, в нём легко утонуть, так что сначала рекомендуется научиться плавать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение ФЭЧ
Сообщение17.12.2012, 15:25 


25/11/12
76
Munin, как всегда все по полочкам и по делу, огромное спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Изучение ФЭЧ
Сообщение17.12.2012, 21:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Желаю успехов, это жутко интересная область, и книги тут можно ещё называть десятками, и популярные, и серьёзные...

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 4 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group