Program és absztraktok

február 6. Szerda,

9:00-12:30,

Dávid Gyula (ELTE): Klasszikus térelmélet és csoportelmélet

A részecskefizika elméleti hátteréül szolgáló kvantumtérelméletek kiindulópontja a megfelelő a klasszikus térelmélet. Ezért a bevezető előadásban röviden áttekintjük a skalár-, vektor-, tenzor- és spinormezők speciális relativitáselméleti leírásának alapjait, a Lagrange-formalizmus fő lépéseit, a téregyenletek levezetését. A skalármezők különböző elméletei között tallózva egyszerű példákon bemutatjuk, miért játszhatnak e mezők speciális szerepet a részecskefizika Standard Modelljében. Ezek után megvizsgáljuk az általános relativitáselméletben fontos szerepet játszó (hiszen a gravitációs hatás forrásául szolgáló) energiaimpulzus-tenzor fogalmát, levezetésének szabályait, és példákat mutatunk rá a különböző térelméletekből.

Hogyan, milyen elméleti megfontolások alapján írhatjuk fel az egyes térelméletek alapjául szolgáló Lagrange-sűrűségfüggvényt? Nagyon sok esetben ezek a kiinduló megfontolások az elmélet megkívánt (korábban a kísérleti adatok elemzése során felismert) szimmetriatulajdonságaira vonatkoznak, az adekvát matematikai eszköz pedig a csoportelmélet. Ezért az előadás második felében röviden áttekintjük a véges, illetve a Lie-csoportok elméletének alapfogalmait, majd kissé részletesebben kitérünk az ábrázoláselmélet alapkérdéseire, és példákat mutatunk az elméletekben előforduló legfontosabb csoportok ábrázolásaira. Megvizsgáljuk, hogyan jelentek meg ezek az ábrázolások a klasszikus fizikában, és milyen új lehetőségek bukkantak fel a kvantummechanika, illetve a kvantumtérelmélet és a csoportelmélet találkozásakor. Röviden kitérünk a mértékszimmetriák csoportelméleti alapjaira is.

 

14:00-15:30,

Varga Dezső (ELTE): Részecskefizikai jelenségek és megfigyelési módszerek
[pdf]

16:00-17:30,

Takács Gábor (BME): (Sokrészecske-rendszerek)

február 7. Csütörtök,

9:00-10:30,

Bajnok Zoltán (ELTE): Mértékelmélet

 Richard Feynman Nobel díjas fizikus szerint “Ha a természetről akarsz tanulni, méltányolni akarod a természetet, ahhoz szükség van arra, hogy értsd a nyelvét, amin szól hozzád.” Jelen tudásunk szerint a természet nyelve a mértékelmélet. Ezen a nyelven az elméletek egy Lie csoporttal jellemezhetőek, melyek egy hatalmas szimmetriacsoportot jelölnek. Az elektromágneses kölcsönhatás csoportja az U(1), az elektro-gyengéé az SU(2)xU(1), az erősé pedig SU(3).

Előadásomban először geometriai módon tárgyalom az U(1) mértékelméletet, majd kiterjesztem a vizsgálatokat az SU(N) csoportra is.

11:00-12:30,

Jakovác Antal (ELTE): (Renormálás és kvantumtérelmélet)

14:00-15:30,

Katz Sándor (ELTE): (Kvantum-színdinamika)

16:00-17:30,

Csörgő Tamás (MTA Wigner FK): Kvarkanyag: a kvarkok folyadékának meglepő tulajdonságai
[pdf]

 A nagyenergiás magfizikában a legfontosabb és legérdekesebb kérdéseket óriási gyorsítók, az úgynevezett relativisztikus nehézion-ütköztetők segítségével tehetjük fel a Természetnek. A fénysebességhez igen közeli sebességű nehézionokat, azaz héliumnál nehezebb atommagokat ütköztetünk egymással. Ezen ütközések során az anyag olyan állapotba jut, amilyen egy szempillantással a Világegyetemünk keletkezése, azaz néhány mikromásodperccel a Nagy Bumm után uralkodott. Emiatt a nagyenergiás gyorsítókban zajló nehézion – ütközéseket – a bennük uralkodó óriási energiasűrűség és hőmérséklet miatt – Kis Bummoknak is nevezhetjük.

Az USA Brookhaveni Nemzeti Kutatóintézetének RHIC gyorsítója, valamint az ütközésekben létrejövő új anyagot vizsgáló négy kísérlete, a BRAHMS, a PHENIX, a PHOBOS és a STAR kísérlet új, korábban nem vizsgálható világot nyitott meg a tudományos kutatás előtt az addig soha nem tapasztalt tulajdonságokkal rendelkező ősi-új anyag, az erősen kölcsönható kvark-gluon plazma létrehozásával és tulajdonságainak feltárásával.

A RHIC gyorsító a világon az első, és a mai napig egyetlen olyan hadron és nehézion ütköztető, amelyet kifejezetten a nagyenergiás nehézionfizikai kutatások céljából építettek: fő feladata az erősen kölcsönható anyag halmazállapotainak kísérleti meghatározása. Ma már tudjuk, hogy ezekben a kísérletekben a hőmérséklet eléri a 4 terakelvint, a nyomás pedig a 10³⁴ pascalt, ami a szokásos légköri nyomásnál egy csillagászati nagyságú, 10²⁹-szeres szorzófaktorral nagyobb.

Áttekintem a RHIC gyorsító kutatásának legfőbb mérföldköveit és legújabb eredményeit, kitérek az ezeket megerősítő és szélesebb energia és impulzustartományba kiterjesztő LHC eredményekre, valamint a RHIC gyorsító első kísérleti eredményeire a nemrégiben megkezdett nyalábenergia pásztázási programban, melynek célja a QCD kritikus pontjának kísérleti kutatása, a T <400 MeV és 0 <µ(B) < 600 MeV-es tartomány első kísérleti feltérképezése.

Két, kutatásainkat népszerűsítő módszertani újítást is ismertetek, „Emlékezzünk a Kvarkanyagra!” és „Hogyan csináljunk kártyajátékból Higgs bozont?” címmel.

 

február 8. Péntek,

9:00-10:30,

Palla László (ELTE): Gyenge kölcsönhatás és a Salam-Weinberg modell

Rövid tartalom: Alapvető gyenge folyamatok és a négy-fermion leírás; a vektorbozonok szükségessége és a naiv eljárás problémái; spontán szimmetria sértés és a Higgs-mechanizmus; a Salam-Weinberg modell bozonikus és fermionikus szektora.

 

11:00-12:30,

Siklér Ferenc (MTA Wigner FK): Az LHC nagy kísérletei
[pdf]

 A Nagy Hadronütköztető (LHC) a világ legnagyobb méretű és legnagyobb energiájú részecskegyorsítója. A kísérleti program tartalmazza nehézionok, jellemzően ólommagok gyorsítását is. Az egymás mellett haladó gyűrűk több pontban keresztezik egymást, ahol a négy nagy (ATLAS, CMS, ALICE és LHCb) és több kisebb kísérlet található, változatos részecske- és magfizikai kutatási tervvel.

Előadásomban a nagy detektorok (CMS, ATLAS) felépítését, az ütközésekben keletkező részecskék detektálásának alapjait, a kiértékelés lépéseit ismertetem, valamint röviden kitérek még a kísérletek magyar vonatkozású — főként az erős kölcsönhatással kapcsolatos — eredményeire is.”

 

14:00-15:30,

Cynolter Gábor (ELTE): (A Standard Modellen túli fizika)
[pdf]

16:00-17:30,

Horváth Dezső (MTA Wigner FK, MTA ATOMKI):
Sérülő szimmetriák vizsgálata az LHC-nál: Higgs-bozon és szuperszimmetria
[pdf] [pdf]

A CERN Nagy Hadronütköztetője (LHC) a világ legnagyobb részecskegyorsítója. Két óriási együttműködése, a sok ezer fizikus részvételével épült CMS és ATLAS kísérlet fő célja a Higgs-részecske kimutatása és szuperszimmetrikus jelenségek keresése nagy energiás protonok ütközéseiben. A részecskefizika általánosan elfogadott és az elmúlt 40 év alatt sokszorosan igazolt elmélete, a Standard Modell valamennyi alkatrészét sikerült megfigyelni és tanulmányozni a Higgs-bozon kivételével. 2012 közepére mind a CMS, mind az ATLAS megfigyelt 126 GeV tömegérték környékén a Higgs-bozon elméletileg megjósolt tulajdonságaival rendelkező új részecskét. Az eddig gyűjtött adatok azt látszanak alátámasztani, hogy valóban a Standard Modell Higgs-bozonját látjuk, bár még több nyitott kérdés maradt, amelyekre a későbbi vizsgálatok adnak majd választ. A Standard Modellnek ugyanakkor több elméleti jellegű problémája, hiányossága van, amelyekre a szuperszimmetria (SUSY) elmélete tetszetős választ nyújt. Sajnos, a komoly erőfeszítések ellenére eddig még semmiféle kísérleti bizonyítékot nem találtunk érvényességére. Az előadásban vázolom a Higgs-bozon és az esetleges SUSY-jelek keresésének módszereit és eddigi eredményeit az LHC-nál.