обучение

Учебные курсы - Введение в космомикрофизику

 

Тема 1. Неизбежность расширения стандартной модели ФЭЧ

Космомикрофизика как «экспериментальная» физика сверхвысоких энергий. Проблемы стандартной модели теории сильного и электрослабого взаимодействия. Эстетические и прагматические причины расширения стандартной модели.

 

Тема 2. Расширения стандартной модели ФЭЧ

Великое объединение, модель SU(5), распад протона. Суперсимметрия. Супергравитация. Теория Калуцы-Клайна. Суперструны. Аксионы как решение проблемы нарушения CP в КХД. Проблемы поколений фермионов, природы сохранения лептонного и барионного числа. Майорон, фамилон, арион и архион.

 

Тема 3. Новая физика нейтрино

Физика массы нейтрино, дираковская и майорановская массы нейтрино, механизм see-saw. Безнейтринный двойной бета-распад. Нейтринные осцилляции.

 

Тема 4. Необходимые сведения из термодинамики

Ультрарелятивистский газ бозонов и фермионов (концентрация, плотность энергии, удельная энтропия, уравнение состояния).

 

Тема 5. Основы модели Горячей Вселенной.

Наблюдательные данные о Вселенной. Основные характеристики, стадии расширяющейся Вселенной. Рекомбинация. Отцепление и закалка частиц в ранней Вселенной. Первичный нуклеосинтез, плотность барионов. Ограничение на массу нейтрино и количество их сортов.

 

Тема 6. Проблемы старого космологического сценария.

Проблемы начальных условий (сингулярности, начального толчка, плоскостности, горизонта, начальных неоднородностей). Проблема скрытой массы и темной энергии. Проблема барионного избытка. Проблема магнитных монополей.

 

Тема 7. Физика скрытой массы Вселенной

Скрытый сектор теории элементарных частиц. Топологические объекты в теории элементарных частиц. Монополи. Нити. Стенки. Гомотопически стабильные частицы. Суперсимметричные частицы. КК-частицы. Зеркальный и теневой мир, нити Алисы.

Аксионы и поиски его эффектов на ускорителе, в астрофизике и космологии.

 

Тема 8. Космологическая инфляция

Модели «старой», «новой» и хаотической инфляции. Генерация начальных неоднородностей, первичный разогрев, проблема тонкой подстройки параметров инфляционных моделей.

 

Тема 9. Бариосинтез

Сахаровские условия бариосинтеза в ранней Вселенной. Модели бариосинтеза в рамках Стандартной модели, модели Великого объединения, суперсимметрии, физики майоранавской массы нейтрино, модель спонтанного бариосинтеза. Проблемы различных моделей.

 

Тема 10. Физика процессов в очень ранней Вселенной

Космологические эффекты скрытого сектора теории элементарных частиц. Фазовые переходы в ранней Вселенной. Первичные черные дыры, Хоукинговское испарение. Ранние пылевидные стадии.

 

Тема 10. Космоархеология

«Источники» и «детекторы» частиц во Вселенной, «интегральные» и «дифференциальные» детекторы. Ядерная космоархеология и неравновесный космологический нуклеосинтез. Спектр реликтового излучения как электромагнитный калориметр ранней Вселенной. Химический состав как индикатор новой физики в ранней Вселенной. Крупномасштабная структура Вселенной как детектор частиц скрытой массы. Космические лучи.