FYSS4556 QCD:n häiriöteoria (9 op)
Kuvaus
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.
Osaamistavoitteet
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
Esitietojen kuvaus
FYSS4301 ja FYSS4302 Hiukkasfysiikka, osat A ja B
Oppimateriaalit
Kari J. Eskolan luentomoniste
Kirjallisuus
- R.K. Ellis, W.J. Stirling and B.R. Webber, QCD and Collider Physics (Cambridge Univ. Press), ISBN 0-521-54589-7.
- George Sterman, An introduction to Quantum Field Theory (Cambridge), ISBN 0-521-311322.
- Richard D. Field, Applications of Perturbative QCD (Addison -Wesley) ISBN 0-201-14295-3
Suoritustavat
Tapa 1
Tapa 2
Osallistuminen opetukseen (9 op)
Luennot ja laskuharjoitukset + lopputentti.
Kari J. Eskolan luentomoniste
Itsenäinen työskentely (9 op)
Itsenäinen opiskelu, laskuharjoitustehtävät ja lopputentti.
Kari J. Eskolan luentomoniste