xvi
Contents
9.3.7
Cerenkov Counter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
9.3.8
Solid State Detector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
9.3.9
Emulsions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
9.3.10
Motion of Charged Particles in Magnetic Field . . . . . . . . . 521
9.3.11
Betatron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
9.3.12
Cyclotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
9.3.13
Synchrotron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
9.3.14
Linear Accelerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
9.3.15
Colliders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
10 Particle Physics – II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
10.1 Basic Concepts and Formulae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
10.2 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
10.2.1
Conservation Laws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544
10.2.2
Strong Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546
10.2.3
Quarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550
10.2.4
Electromagnetic Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
10.2.5
Weak Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552
10.2.6
Electro-Weak Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
10.2.7
Feynman Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
10.3 Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
10.3.1
Conservation Laws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
10.3.2
Strong Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
10.3.3
Quarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572
10.3.4
Electromagnetic Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577
10.3.5
Weak Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578
10.3.6
Electro-weak Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
10.3.7
Feynman Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
Appendix: Problem Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633