Физика элементарных частиц

Физика элементарных частиц — раздел физики, изучающий структуру и свойства элементарных частиц и их взаимодействия. Цель этого изучения — понять, как устроен мир неживой природы и установить наиболее общие законы, которые им управляют. ФЭЧ имеет уже более чем вековую историю, и за это время сформировались новые концепции квантового мира, не присущие классической физике. Главным результатом современной ФЭЧ является построение Стандартной модели фундаментальных взаимодействий (сильного, слабого и электромагнитного) кварков и лептонов — основных «кирпичиков» мироздания. Данная модель базируется на специальной теории относительности, идее локальной симметрии и механизме спонтанного нарушения симметрии (механизм Браута — Энглера — Хиггса). За последние годы ее предсказания были многократно проверены в экспериментах, и в настоящее время она — единственная физическая теория, адекватно описывающая устройство нашего мира вплоть до расстояний порядка 10–18 м. Настоящий курс коротких лекций посвящен описанию мира элементарных частиц, кварков и лептонов, а также взаимодействий между ними. Речь идет также об адронах — сильновзаимодействующих частицах, являющихся связанными состояниями кварков, о нейтрино — необычных нейтральных частицах, возникающих в распадах частиц и играющих важную роль в процессах горения Солнца, о свойстве симметрии элементарных частиц — ключевом понятии Стандартной модели фундаментальных взаимодействий. Обсуждается механизм спонтанного нарушения симметрии, который ответственен за возникновение масс у кварков, лептонов и промежуточных секторных бозонов — переносчиков слабого взаимодействия. Коротко рассказывается об ускорителях — основном инструменте познания микромира: от циклотронов до Большого адронного коллайдера. Наконец, перечисляются нерешенные проблемы физики элементарных частиц.