İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU

İTÜ
LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU
(GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)
Dersin Adı
Course Name
İleri Parçacık Fiziği
Advanced Particle Physics
Kodu
(Code)
Yarıyılı
Kredisi
(Semester)
(Local Credits)
Bahar/Güz
3.0
FIZ 631
Fall/Spring
Fizik Mühendisliği
Enstitü/ABD/Program
(Physics Engineering)
(Institute/
Department/Program)
Seçmeli
Dersin Türü
(Elective)
(Course Type)
Dersin İçeriği
(Course Description)
30-60 kelime arası
Dersin Amacı
(Course Objectives)
Maddeler halinde 2-5
Maddeler halinde 2-5 adet
ᘀ
Dersin Öğrenme
Çıktıları
(Course Learning
Outcomes)
Maddeler halinde 4-9 adet
Yazdığınız çıktıların
ölçülebilir olmasına dikkat
ediniz.
AKTS Kredisi
(ECTS Credits)
7.5
Dersin Dili
(Course Language)
Ders Türü
(Course Type)
Doktora
Ph.D.
Türkçe/Ingilizce
(Turkish/English)
Bu derste Parçacık Fiziğindeki etkileşimler ve ayar kuramları incelenecek. Kuantum Alan
kuramının Lagrange formülasyonu kullanılarak Elektro-Yeğni ve Yeğin etkileşimler ele alınacak.
Feynman kuralları ile genlik hesapları, Kuantum Elektro Dinamiği, Kuantum Renk Dinamiği;
Elektro-Yeğni birleşme, Kendiliğinden simetri kırılması ve Higgs mekanizması, Standart Model
Lagrange fonksiyonu, hızlandırıcı fenomenolojisi incelenecek. Son olarak Standart Model ötesi
fizikteki bazı modeller incelenecek.
This course is devoted to the gauge teories in the particle physics. Electro-weak and strong
interations will be examined using Lagargian formulation of Quantum Field Theory. Amplitude
calculations using Feynman formulation, Quantum Electro Dynamics, Quantum Chromodynamics,
Electro-weak unification, spontenous symmetry breaking and Higgs mechanism, Standard Model
Lagrangian , collider phenomenology will be examined. Finally there will be a short introduction to
the physics beyond Standard Model.
1-) Parçacık Fiziğinde Göreli Kinematik, dönüşümler ve değişmezlik kavramlarını incelemek
2 –) Temel Etkileşimler ve ayar alanlarını kavramak
3– ) Göreli dalga fonksiyonunu, spinli parçacıkların etkileşimini ve Feynman kurallarını öğrenmek
4– Kuantum Alan kuramının Lagrange formülasyonu ve ayar değişmezliğini öğrenmek
5-) Standart Modeldeki ve ötesindeki Simetrileri ve Abelci olmayan ayar kuramları kavramak.
1-) To analyze the Relativistic kinematics, transformations and invariance in particle physics
2-) To understand the fundamental interactions and gauge fields
3-) To learn the Relativistic wave function, interaction of particles with spins and Feynman rules
4-) To understand the Lagrangian formulation of Quantum Field Theory and gauge invariance
5-) To understand the symmetries and Non-Abelian Gauge Theories at Standard Model and
beyond
Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenci;
I. Parçacık Fiziğinde Göreli Kinematik, dönüşümler ve değişmezlik
II. Temel Etkileşimler ve ayar alanları
III. Göreli dalga fonksiyonu, Klein-Gordon denklemi, tesir kesiti ve genlikler
IV . Spin0 ve spin ½ parçacıklarda Feynman kuralları
V. Kuantum Alan kuramının Lagrange formülasyonu, ayar değişmezliği
VI. Standart Modelde Simetriler
VII. Abelci olmayan ayar kuramları
VIII Elektro-Yeğni birleşme, Kendiliğinden simetri kırılması ve Higgs mekanizması
IX. Standart Model ötesi fizik
öğrenmiş olacaktır
Students who pass the course will learn:
I.
Relativistic kinematics, transformations and invariance in the particle Physics
II.
Fundamental interactions and gauge fields
III. Relativistic wave function, Klein-Gordon function, cross sections and amplitudes
IV.
Feynman rules for Spin 0 and spin ½ particles
V.
Lagrange formulation of Quantum Field Theory and gauge invariance
VI.
Symmetries in the Standard Model
VII.
Non-Abelian Gauge Theories
VIII. Electro-weak unification, spontenous symmetry breaking and Higgs mechanism
IX.
Physics Beyond Standard Model
Kaynaklar
1.
Gauge Theories in Particle Physics, Ian Aitchison, IoP Bristol and
Philadelphia, 2003
2.
Introduction to High energy Physics,4.ed.,D.H. Perkins, Addison Wesley,2000.
3.
Quarks and Leptons, F. Halzen, A. Martin, John Wiley & Sons,1984
4.
Modern Elementary Particle Physics, Gordon Kane, Addison-Wesley, 1993
(References)
En önemli 5 adedini belirtiniz
Ödevler ve Projeler
(Homework & Projects)
Öğrencilerin dersi daha iyi öğrenmelerine yardım etmesi amacıyla dönem boyunca 7-8
tane haftalık ödev verilecek ve bunlar bir hafta sonra toplanacaktır.
To help students learning and comprehending the course material better, 7 or 8
problem sets should be assigned throughout the semester, and their solutions should be
returned back in the subsequent week.
Laboratuar Uygulamaları
(Laboratory Work)
Bilgisayar Kullanımı
Comphep Ve Mathematica Uygulamaları
(Computer Use)
Comphep & Mathematica Applications
Diğer Uygulamalar
(Other Activities)
Başarı Değerlendirme
Sistemi
(Assessment Criteria)
Başarı değerlendirme sisteminde
dersin çıktılarının olabildiğince
kantitatif ölçülmesine olanak
sağlayan ölçme yöntemleri
kullanılmalıdır.
Faaliyetler
(Activities)
Yıl İçi Sınavları
(Midterm Exams)
Kısa Sınavlar
(Quizzes)
Ödevler
(Homework)
Projeler
(Projects)
Dönem Ödevi/Projesi
(Term Paper/Project)
Laboratuar Uygulaması
(Laboratory Work)
Diğer Uygulamalar
(Other Activities)
Final Sınavı
(Final Exam)
Adedi*
(Quantity)
2
Değerlendirmedeki Katkısı, %
(Effects on Grading, %)
40
7
20
1
40
*Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI
Hafta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Konular
Parçacık Fiziğine Gİriş ve notasyon
Göreli Kinematik, dönüşümler ve değişmezlik
Parçacık Dinamiği: Etkileşimler ve ayar alanları
Göreli dalga fonksiyonu, Klein-Gordon denklemi, tesir kesiti ve genlikler
Spin 0 parçacıklar ve Feynman kuralları
Dirac denklemi ve Spin-1/2 parcacıkların elektrodinamiği
Kuantum Alan kuramının Lagrange formülasyonu, ayar değişmezliği
Standart Modele giriş, Parçacık Fiziğinde Simetriler ve Ceşitleri
Abelci olmayan ayar kuramları
Kuantum Renk Dinamiği
Elektro-Yeğni birleşme, Kendiliğinden simetri kırılması ve Higgs mekanizması
Standart Modelde Lagrange fonksiyonu
Hızlandırıcı Fenomenolojisi
Standart Model ötesi fizik
Dersin
Çıktıları
I
I
II
II
III
II, IV
V
II, V
V, VI
VI
V, VII
V, VII
VI,VII, VIII
I,III,VIII
COURSE PLAN
Weeks
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Topics
Introduction to particle Physics and notation
Relativistic kinematics, transformations and invariance
Particle dynamics: interactions and gauge fields
Relativistic wave function, Klein-Gordon function, cross sections and amplitudes
Spin 0 particles and Feynman rules
Dirac equation and electrodynamics of Spin-1/2 particles
Lagrange formulation of Quantum Field Theory and gauge invariance
Introduction to Standard Model, Symmetries in Particle physics
Non-Abelian Gauge Theories
Quantum Chromodynamics
Electro-weak unification, spontenous symmetry breaking and Higgs mechanism
Lagrangian formulation of Standard Model
Collider Phenomenology
Physics Beyond Standard Model
Course
Outcomes
I
I
II
II
III
II, IV
V
II, V
V, VI
VI
V, VII
V, VII
VI,VII, VIII
I,III,VIII
Dersin Fizik Mühendisliği Programıyla İlişkisi
Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar)
i.
Yüksek lisans yeterliliklerine dayalı olarak, alanındaki güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün
düşünce ve/veya araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirebilme, derinleştirebilme ve alanına
yenilik getirecek özgün tanımlara ulaşabilme (bilgi).
ii.
Alanının ilişkili olduğu disiplinlerarası etkileşimi kavrayabilme; yeni ve karmaşık fikirleri analiz,
sentez ve değerlendirmede uzmanlık gerektiren bilgileri kullanarak özgün sonuçlara ulaşabilme
(bilgi).
iii.
Alanındaki yeni bilgileri sistematik bir yaklaşımla değerlendirebilme ve kullanabilme
(beceri).
iv.
Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştirebilme ya
da bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayabilme,
özgün bir konuyu araştırabilme, kavrayabilme tasarlayabilme, uyarlayabilme ve uygulayabilme
(beceri).
v.
Yeni ve karmaşık düşüncelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapabilme
(beceri).
vi.
Alanı ile ilgili çalışmalarda araştırma yöntemlerini kullanabilmede üst düzey beceriler
kazanmış olma (beceri).
vii.
Alanına yenilik getiren, yeni bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulama geliştiren ya da
bilinen bir düşünce, yöntem, tasarım ve/veya uygulamayı farklı bir alana uygulayan özgün bir
çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirerek alanındaki ilerlemeye katkıda bulunabilme
(Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).
viii
Alanı ile ilgili en az birer adet bilimsel makaleyi ulusal ve uluslararası hakemli dergilerde
yayınlayarak veya özgün bir yapıt üreterek ya da yorumlayarak alanındaki bilginin sınırlarını
genişletebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).
ix.
Özgün ve disiplinlerarası sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik
yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği).
x.
Yaratıcı ve eleştirel düşünme, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri
kullanarak alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirebilme (Öğrenme Yetkinliği).
xi.
Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısıyla inceleyebilme,
geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmeye yönelik eylemleri yönetebilme (İletişim ve
Sosyal Yetkinlik).
xii.
Uluslararası platformlarda, uzman kişiler ile alanındaki konuların tartışılmasında özgün
görüşlerini savunabilme ve alanındaki yetkinliğini gösteren etkili bir iletişim kurabilme
(İletişim ve Sosyal Yetkinlik).
xiii.
Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyi’nde kullanarak ileri düzeyde
yazılı, sözlü ve görsel iletişim kurabilme ve tartışabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).
xiv
Alanındaki bilimsel, teknolojik sosyal veya kültürel ilerlemeleri tanıtarak, yaşadığı toplumun bilgi
toplumu olma ve bunu sürdürebilme sürecine katkıda bulunabilme (Alana Özgü Yetkinlik).
xv
Alanı ile ilgili karşılaşılan sorunların çözümünde stratejik karar verme süreçlerini kullanarak
işlevsel etkileşim kurabilme (Alana Özgü Yetkinlik).
xvi.
Alanı ile ilgili konularda karşılaşılan toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne
katkıda bulunabilme ve bu değerlerin gelişimini destekleyebilme (Alana Özgü Yetkinlik).
1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Katkı
Seviyesi
1
2
3
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Relationship between the Course and Physics Engineering Curriculum
Level of
Contribution
1
2
3
Program Outcomes
i.
Developing and intensifying the current and high-level knowledge in the area with the use of
original thinking and/or research processes and in a specialistic level, based upon the
competency in M.S. level (knowledge).
ii.
Grasping the inter-disciplinary interaction related to one’s area; reaching original results by
using the specialistic knowledge in analyzing, synthesizing and evaluating new and complex
ideas (knowledge).
iii.
The ability to evaluate and use new information in the area with a systematical approach
(skill).
iv.
Developing a new idea, method, design and/or application which brings about innovation in
the area; or, applying a conventional idea, method, design and/or application to a different
environment; researching, grasping, designing and applying an original subject (skill).
v.
The ability to critically analyze, synthesize and evaluate the new and complex ideas (skill).
vi.
Acquiring the most developed skills about using the research methods in studies in the
related area (skill).
vii.
Contributing to the progress in the area by independently carrying out a study which uses a
new idea, method, design and/or application which brings about innovation in the area; or,
applying a conventional idea, method, design and/or application to a different environment
(Competence to work independently and take responsibility).
viii
Expanding the limits of knowledge in the area by publishing at least one scientific article in an
international peer reviewed journal and/or creating or interpreting an original work
(Competence to work independently and take responsibility).
ix.
Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the original and
inter-disciplinary problems (Competence to work independently and take responsibility).
x.
Developing area-related new ideas and methods by making use of high level intellectual
processes such as creative and critical thinking, problem solving and decision making
(Learning Competence).
xi.
Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships
with a critical look and the ability to direct the actions to change these when necessary.
(Communication and Social Competency).
xii.
The ability to establish effective communication with experts in the international environments
to discuss the area-related subjects and to defend original opinions, showing one’s
competency in the area (Communication and Social Competency).
xiii.
Proficiency in a foreign language –at least European Language Portfolio C1 Level- and
establishing written, oral and visual communication and developing argumentation skills
with that language (Communication and Social Competency).
xiv
Contributing to the society’s state and progress towards being an information society by
announcing and promoting the technological, scientific and social developments in one’s
area (Area Specific Competency).
xv
Ability to establish effective communication in the solving of the problems faced in the area, by
using the strategic decision making processes (Area Specific Competency).
xvi.
Contributing to the solution of area-related social, scientific, cultural and ethical problems
and promoting the development of these values (Area Specific Competency).
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1: Little, 2. Partial, 3. Full
Düzenleyen (Prepared by)
Kerem Cankoçak
Tarih (Date)
20.01.2011
İmza (Signature)