UFDF033 Úvod do částicové fyziky

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2020
Rozsah
0/0/0. 0 kr. Ukončení: dzk.
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
Cílem předmětu je poskytnout studentům základní informace o současných poznatcích o struktuře a interakcích subnukleárních částic. Výklad je veden fenomenologicky a historicky a opírá se o experimentální výsledky, které k současným představám vedly.
Osnova
  • Nástin historie a současného stavu částicové fyziky. Klíčové objevy, experimenty a ideje; struktura a interakce částic; leptony, kvarky, kalibrační bosony, hadrony; mezony a baryony; stabilní a nestabilní částice, rezonance. Antičástice.
    Kinematika srážek a rozpadů. Zákony zachování, relativistické invarianty; účinný průřez; luminozita; podélná a příčná hybnost, rapidita. Střední doba života, diferenciální rozpadová šířka, větvící frakce a větvící poměr, Dalitzův diagram.
    Experimentální metody částicové fyziky. Základní principy a typy urychlovačů. Lineární urychlovače elektrostatické a vysokofrekvenční; kruhové urychlovače elektronů, protonů a těžkých iontů; primární a sekundární svazky, terčíky; akumulátory a kolajdry, urychlovací komplexy. Fyzikální principy a charakteristiky detektorů; nejdůležitější typy detektorů; kalorimetry a spektrometry, detektorové soustavy.
    Vlastnosti hadronů. Hmotnost, náboj, spin, baryonové číslo, prostorová (P) parita, isospin a jeho třetí komponenta, nábojová (C) parita, G parita. Vůně a její souvislost s kvarkovou strukturou. Experimentální určení hmotnosti, spinu a parity pionů. Zákony zachování při silných, elektromagnetických a slabých interakcích.
    Vlastnosti leptonů. Leptonová čísla, experimentální důkazy rozdílnosti elektronového neutrina a antineutrina a rozdílnosti elektronového a mionového antineutrina; počet typů neutrin; možné nezachování leptonových čísel; sluneční neutrina.
Literatura
    doporučená literatura
  • Dosch, H.G. Za hranicemi nanosvěta. Leptony, kvarky, kalibrační bosony. Academia, 2011. ISBN 978-80-200-1871-7. info
  • Close F. Částicová fyzika. Praha, 2008. ISBN 978-80-7363-160-4. info
  • Žáček J. Úvod do fyziky elementárních částic. Nakladatelství Karolinum, 2005. ISBN 9788024611099. info
  • Close F. - Marten M. - Sutton C. The Particle Odyssey. Oxford University Press, 2002. ISBN 978-0198609438. info
  • Ho-Kim Q., Yem X. P. Elementary Particles and Their Interactions. Springer, 1998. ISBN 3-540-63667-6. info
  • Úlehla I. - Suk M. - Trka Z. Atomy, jádra, částice. Academia, 1990. ISBN 8020001352. info
Výukové metody
Individuální konzultace
Demonstrace dovedností
Samostudium studentů
Přednáška, cvičení, průběžné zadávaní a hodnocení úkolů.
Metody hodnocení
Zápočet
Kombinovaná zkouška
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.
Vyučovací jazyk
Angličtina
Informace učitele
Účast na přednáškách je doporučená. Může být nahrazena samostudiem
doporučené literatury a individuálními konzultacemi.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2009, léto 2010, zima 2010, léto 2011, zima 2011, léto 2012, zima 2012, léto 2013, zima 2013, léto 2014, zima 2014, léto 2015, zima 2015, léto 2016, zima 2016, léto 2017, zima 2017, léto 2018, zima 2018, léto 2019, zima 2019, léto 2020, léto 2021, zima 2021, léto 2022.