UFPF502 Základy experimentální částicové a jaderné fyziky

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2022
Rozsah
3/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (přednášející)
Ing. Karel Smolek, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (cvičící)
Ing. Karel Smolek, Ph.D. (cvičící)
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Eva Šrámková, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Připravit studenty na účast v částicových a jaderných experimentech při přípravě simulačního a vyhodnocovacího softvéru a při spracování dat.
Osnova
  • Nástin historie a současného stavu jaderné a částicové fyziky. Klíčové objevy, experimenty a ideje. Vlastnosti a složení jader, jaderné síly.
    Radioaktivita, radioaktivní řady, poločas rozpadu. Jaderné reakce.
    Struktura, interakce a vlastnosti částic; leptony, kalibrační bosony, hadrony; mezony a baryony; stabilní a nestabilní částice, rezonance; antičástice. Kvarky a gluony. Higgsův boson. Nejdůležitější experimentální centra.
    Kinematika srážek a rozpadů. Zákony zachování, relativistické invarianty. Laboratorní soustava a soustava hmotného středu. Účinný průřez. Střední doba života částice, rozpadová šířka, větvící frakce.
    Urychlovače. Pohyb nabité částice v elektrickém a magnetickém poli. Základní principy a typy urychlovačů; lineární urychlovače elektrostatické a vysokofrekvenční; kruhové urychlovače elektronů, protonů a těžkých iontů; primární a sekundární svazky, terčíky; iontové zdroje; akumulátory a kolajdry, urychlovací komplexy.
    Detektory. Fyzikální principy a charakteristiky detektorů; plynové, scintilační, polovodičové a Čerenkovovy detektory. Dráhové detektory. Registrace fotonů a neutronů. Spektrometry a kalorimetry. Detektorové soustavy. Triggrovací logika. Akceptance a rozlišení. Počítačová simulace experimentu.
Literatura
    doporučená literatura
  • Dosch, H. G. Za hranicemi nanosvěta. Academia, 2011. ISBN 978-80-200-1871-7. info
  • Martin, B. R. Nuclear and Particle Physics: An Introduction. John Wiley and Sons Ltd, 2009. ISBN 978-0470742754. info
  • Žáček J. Úvod do fyziky elementárních částic. Nakladatelství Karolinum, 2005. ISBN 9788024611099. info
  • Úlehla I. - Suk M. - Trka Z. Atomy, jádra, částice. Academia, 1990. ISBN 8020001352. info
    neurčeno
  • Frühwirth R., RegIer, M., Bock R. K., Grote H., Notz D. Data Analysis Techniques for High-Energy Physics. Cambridge University Press, 2000. ISBN 0-521-63548-9. info
Výukové metody
Přednáška, cvičení, průběžné zadávaní a hodnocení úkolů.
Metody hodnocení
Zápočet na základě aktivní účasti na cvičeních a vypracování úkolů. Detailní požadavky sdělí cvičící na úvodním cvičení. Zkouška pozůstává z hlavní písemné a doplňující ústní části.
Informace učitele
Účast studentů na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná. Studentovi, který se z vážných důvodů nemohl cvičení zúčastnit, může vyučující určit náhradní způsob splnění studijních povinností.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2014, léto 2015, léto 2016, léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2023.