Course: חלקיקים 1, 2023א

  • The course is an introductory course to modern particle physics. The first and main part of the course is an introduction to the general ideas on which the Standard Model of particle physics is built: quantum fields, gauge theories and spontaneous symmetry breaking. The second part is about the Standard Model itself, including some development of quantum effects and a brief introduction to the theory of the strong force: QCD.  The final part is about two common extensions beyond the Standard Model: Neutrino masses and Grand Unification, as well as outlining a number of open problems in the Standard Model, leading up to the Hierarchy problem.

    Syllabus:

    Introduction to the Standard Model, Elements of Classical Field Theory, Introduction to Quantum Fields, Interacting Theories and Feynman Rules, Processes in Quantum Electro-Dynamics, Non-Abelian Gauge Theories, Spontaneous Symmetry Breaking, The Weinberg-Salam Model, The Standard Model Spectrum and Lagrangian, Elements of 1-loop physics: Renormalization, Introduction to QCD, Neutrino Masses, Grand Unification, Aspects of Effective Field Theories, The Strong CP Problem, Gauge Hierarchy Problem, Introduction to Supersymmetry. 

     

    הקורס הוא קורס מבוא לפיזיקת החלקיקים המודרנית. החלק הראשון והעקרי של הקורס הוא מבוא לרעיונות הכלליים שעליהם בנוי המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים: שדות קוונטיים, תאוריות כיול, ושבירת סימטריה ספונטנית. החלק השני עוסק במודל הסטנדרטי עצמו, כולל פיתוח מסוים של לולאות קוונטיות והקדמה קצרה לכרומודינמיקה קוונטית. החלק האחרון עוסק בשתי הרחבות נפוצות מעבר למודל הסטנדרטי: מסה של ניוטרינוים ותאוריה מאוחדת גדולה. לבסוף, אנו מתארים מספר בעיות פתוחות במודל הסטנדרטי, המובילות לבעיית ההיררכיה.

    סילבוס:

    מבוא למודל הסטנדרטי, אלמנטים של תורת שדות קלאסית, מבוא לשדות קוונטיים, תיאוריות אינטראקציה וכללי פיינמן, תהליכים באלקטרו-דינמיקה קוונטית, תיאוריות כיול לא-אבליות, שבירת סימטריה ספונטנית, מודל ויינברג-סלאם, ספקטרום ולגראנגיאן של המודל הסטנדרטי, מסה של ניוטרינוים, תאוריה מאוחדת גדולה,, תורות שדה אפקטיביות,  בעיית CP החזקה, בעיית היררכיה, מבוא לסופר-סימטריה. 


  • Quantum Field Theory and the Standard Model

    Matthew D. Schwartz

    Cambridge University Press

    ISBN: 978-1-107-03473-0


    This will be the main course text-book, which we will follow most closely.

     

    Modern Particle Physics

    Mark Thomson

    Cambridge University Press

    ISBN10 1107034264

    ISBN13 9781107034266

     

    This book covers the topics of the course from a slightly more basic approach. It is the book used in the 3rd year undergraduate course: An Introduction to Particles and Fields.

     

    An Introduction to Quantum Field Theory

    Michael. E. Peskin and Daniel. V. Schroeder

    Taylor and Francis Ltd.

    ISBN10 0367320568

    ISBN13 9780367320560

     

    Quantum Field Theory

    Lewis H. Ryder

    Cambridge University Press

    ISBN-10 : 0521478146

    ISBN-13 : 978-0521478144

     

    These are two standard textbooks about quantum field theory. The first one, Peskin and Schroeder, has somewhat legendary status, but is mostly too advanced for our course. Ryder is more accessible.


  • Office hours

    Name Day Hours Building/Room E-mail
    Eran Palti Sunday 11:00-12:00 54/308 or Zoompalti@bgu.ac.il


    Lectures

    Group What? Name Day Hours Building/Room
    All Lecture Eran Palti Sunday 14:00-17:00גוטמן [32] חדר 111



    • Students are expected to attend the lectures (in person)
    • The lectures will (probably) be recorded and uploaded to Moodle
    • Homework assignments will be posted every 3-4 weeks on the website, and should be submitted one week after they are posted

    Grading

    • Each homework assignment will be assigned pass or fail. You may resubmit up to 1 week later any failed assignments. 
    • There will be 4 assignments, and of those any 3 assignments will count towards your grade.
    • There will be an end-of-course project with marks out of 30.
    • The final grade in percentage is calculated as: Project mark  + 70 for 3 assignments passed / 50 for 2 assignments passed / 30 for 1 assignment passed.