FYSS4556 QCD:n häiriöteoria (9 op)

• Kanonisen kvantisaation perusteet mittakenttäteorian vapaiden kenttien tapauksessa

• S-matriisi, Wickin teoreema, propagaattorit ja Greenin funktiot

• QED:n Feynmanin säännöt

• SU(3)-mittamuunnokset, mitan kiinnitys ja QCD:n Feynmanin säännöt

• SU(N) algebra: väri-identiteettien johtaminen, sirontalaskujen väritekijöiden laskeminen

• Inklusiivinen jettien ja kovien hadronien tuottaminen protoni-protoni-törmäyksissä: kinematiikka ja alimman kertaluvun partoniset vaikutusalat, gluonien polarisaatiotilat ja aaveet, partonijakaumat ja fragmentaatiofunktiot, kollineaarifaktorisaatio

• Syvä epäelastinen sironta: sähköheikon virran tapaukset häiriöteorian alimmassa kertaluvussa, QCD:llä parannettu partonimalli, alinta seuraavan kertaluvun QCD-korjausten laskeminen ja partonijakaumien määrittely, DGLAP-skaalaevoluutioyhtälöt ja niiden ratkaisut

• Drellin-Yanin dileptoniprosessi: kinematiikka, alimman ja alinta seuraavan kertaluvun vaikutusalojen laskeminen QCD:n häiriöteorialla

• Kvarkonium-tilan hajoaminen: hajoamisleveyden laskeminen käyttäen QCD:n häiriöteoriaa ja hajoavan raskaan mesonin tilan epärelativistista rajaa. 

Opintojakson suoritettuaan opiskelija

• ymmärtää mittakenttäteorian vapaiden kenttien kanonisen kvantisoinnin ja osaa tästä johtaa QED:n ja QCD:n Feynmanin säännöt 

• ymmärtää QCD-dynamiikan roolin erityyppisissä hiukkastörmäyksissä

• osaa laskea vahvan vuorovaikutuksen sirontojen vaikutusaloja sekä raskaiden mesonien hajoamisleveyksiä käyttäen QCD:n häiriöteoriaa

• ymmärtää ryhmäteoreettisen SU(3)-värialgebran roolin QCD-sirontalaskuissa

• tietää gluonien polarisaatiotilat ja osaa käsitellä niitä sirontalaskuissa oikealla tavalla

• hahmottaa kollineaarifaktorisaation perusteet

• ymmärtää partonijakaumien prosessiriippumattoman määritelmän ja osaa soveltaa tätä QCD-sirontalaskuissa

• ymmärtää partonijakaumien skaalaevoluution perusteet  

FYSS4301 ja FYSS4302 Hiukkasfysiikka, osat A ja B

Kari J. Eskolan luentomoniste