Deeltjesfysica

Informatie over het examen

Het vak is opgesplitst in twee delen (het eerste door prof. Severijns, het tweede door prof. van Proeyen), en het exaam dus ook. Beide proffen zijn de vriendelijkheid zelve op het examen.

Examenvragen

12 juni 2008 (voormiddag)

Severijns:

Vraag 1: (mondeling)

Leg uit hoe men is gekomen tot de onderstelling dat er elektron-neutrino's en muon-neutrino's bestaan, en hoe werd aangetoond dat dit inderdaad twee verschillende deeltjes zijn.

Bijvragen:

• hoe krijg je zo een bundel van alleen muon-neutrino's
• hoe noemt men de reactie muon + p -> n + muonneutrino (=muon-capture)
• ...

Vraag 2: (schriftelijk)

Leg uit hoe een Cerenkov detector werkt en hoe hiermee deeltjes met een welbepaalde snelheid kunnen geselecteerd worden.

Van Proeyen (alles mondeling):

Vraag 1:

Wat zijn de waarden van ${\overrightarrow{j}}_{\mu }$ en $j_{\mu }^{e.m.}$ voor het up en down quark? Bv. je kan een antwoord schrijven van de vorm: $j_{\mu }^1=\overline{u}{\gamma }_{\mu }{\gamma }_{5}d$ ..., waar u en d staan voor de spinors van het up en down (maar dit is alvast een fout antwoord voor j_1).

Vraag 2:

Beschouw het verval van een W- deeltje in electron en (anti)neutrino.

1) Schrijf het matrixelement neer op laagste orde (geen lussen in het Feynman diagram).

2) Beschouw nu dat het W deeltje in rust vervalt, en maak een redelijke benadering als er sommen zoals $|E|+m$ komen met m de massa van het electron. Vergeet alle factoren die getallen zijn (2, pi, of gamma matrices) en schrijf op waarmee de levensduur evenredig is. Welke functie van de energie krijg je?

[Antwoord: je krijgt $\tau$ evenredig met $1/M_W$]

3) Bekijk opnieuw in al uw vorige berekeningen of de dimensies consistent zijn met wat we algemeen gezien hebben. Wat is de dimensie van elk object in de formules?

[Dit komt erop neer dat hij u bij wijze van spreke een hoop dingen aanduid en vraagt in welke eenheden die staan (hier: g_W, M (matrixelement van (1)), Gamma, tau, ...)

Vraag 3:

Tel de (reële) vrijheidsgraden van de bosonische deeltjes in het Weinberg-Salam model voor en na het Brout-Englert-Higgs mechanisme.

29 juni 2007

(Oude examens, niet meer relevant) Vraag 1

Bespreek de eigenschappen van volgende resonantie (dan tekening gegeven, het bleek om de ${\mathrm{\Delta }}^{++}$ te gaan)

Vraag 2

Bespreek K0 met CP behoud en bespreek die tijdsevolutie

Bijvragen

• Waarom is kleurlading bij quarks nodig? Hoe experimenteel gevonden?
• Hoe is het tau-lepton ontdekt? Hoe bereken je zijn levensduur?
• Hoe kan je experimenteel checken dat baryongetal behouden is?
• Wat is het CPT theorema, wanneer geldt het?

27 juni 2007

(Oude examens, niet meer relevant) Opmerking: Dit examen werd ook gegeven op 28 juni in de voormiddag en in de namiddag, inclusief bijvragen

Vraag 1

$p+{\pi }^{-}\to n+{\pi }^0\to n+\gamma +\gamma$

Hoe kan je massa ${\pi }^0$ bepalen uit de min en max energie van fotonen?

Als $m_{{\pi }^0}$ = 135 MeV, wat is dan die maximale energie van de fotonen?

Vraag 2

Bespreek K0 met CP behoud en bespreek die tijdsevolutie.

Bijvragen

• Hoe weet je dat er meerdere soorten neutrino's zijn?
• Hoe is het tau-lepton ontdekt? Hoe bereken je zijn levensduur?
• Hoe kan je experimenteel checken dat baryongetal behouden is?
• Wat is het CPT theorema, wanneer geldt het?