TFNCF0002 Úvod do částicové fyziky II

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2021
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (přednášející)
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc. (přednášející)
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Josef Juráň, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Út 13:55–15:30 SM-UF
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
TFNCF0002/A: Út 15:35–17:10 SM-UF, J. Juráň
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět umožňuje studentům seznámit se s fyzikou silně interagujících částic. Pozornost věnována zejména zákonům zachování v silných interakcích, jejich narušení elektromagnetickými a slabými interakcemi, jakož i klasifikaci hadronů a objasnění pozorovaných zákonitostí na základě kvarkového-partonového modelu.
Osnova
  • Hlavní témata předmětu jsou:
    • Nábojová nezávislost silných interakcí. Experimentální indikace nábojové symetrie a nábojové nezávislosti v jaderné a částicové fyzice.
    • Symetrie a grupy. Elementy teorie grup a jejich reprezentací.
    • Isospin a grupa SU(2).
    • Podivné částice. Objev asociované produkce podivných částic; zavedení podivnosti a hypernáboje.
    • Gell-Mannův a Nishijimův vzorec; hyperony a kaskádní hyperony; oktet mezonů a baryonů;
    • Grupa SU(3), její ireducibilní reprezentace, korespondence s multiplety hadronů; narušení SU (3) symetrie, Gell-Mannův a Okubův vzorec; objev Omega hyperonu. Základní reprezentace, kvarky.
    • Rozpady kaonů, hypotéza Leeho a Yanga. Experiment paní Wu; podélná polarizace leptonů.
    • Zvláštnosti v rozpadech neutrálních kaonů, stavy s ostrou hodnotou CP parity; regenerace a oscilace; narušení CP invariance.
    • Studium struktury nukleonů pomocí rozptylu leptonů. Pružný rozptyl elektronu, hustota náboje v jádrech a elektromagnetické formfaktory nukleonů.
    • Hluboce nepružný rozptyl leptonů a partonová struktura nukleonů; kvarky jako partony, strukturní funkce; hybnost nesená kvarky jako evidence existence gluonu.
    • Projevy existence dalších kvarků. Objev mezonu J/psi jako důkaz existence půvabného (c) kvarku; mezony s odkrytým půvabem, půvabné baryony.
    • Objev mezonu Upsilon a krásného (b) kvarku; hadrony s odkrytou krásou.
    • Objev t kvarku; zobecnění Gell-Mannova a Nishijimova vzorce.
Literatura
    doporučená literatura
  • Davídek T., Leitner R. Elementární částice. Od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress, 2014
  • Davídek T.-Leitner R. Řešené přiklady z fyziky elementárních částic. Praha, 2014. ISBN 978-80-7378-267-2. info
  • Griffiths D. J. Introduction to Elementary Particles, Wiley, 2008
  • Veltman M. Fakta a záhady ve fyzice elementárních částic. Academia, 2007. ISBN 978-80-200-1500-6. info
  • Kane G. Modern elementary particle physics. Cambridge, 2017
  • Close F. - Marten M. - Sutton C. The Particle Odyssey. Oxford University Press, 2002. ISBN 978-0198609438. info
Výukové metody
Monologická (výklad, přednáška)
Cvičení
Samostudium studentů
Individuální konzultace
Metody hodnocení
domácí úkoly
náhodný test
zápočtový písemný test
ústní a písemná zkouška
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2022, léto 2023, léto 2024, léto 2025.