UFTF508 Úvod do částicové fyziky II

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2020
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc. (přednášející)
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc. (cvičící)
Garance
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc.
Centrum interdisciplinárních studií – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Rozvrh
Po 17:15–18:50 SM-UF
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
UFTF508/A: Po 18:55–20:30 SM-UF, P. Lichard
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Tento předmět je zaměřen na fyziku silně interagujících částic. Pozornost je 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
  • Nábojová nezávislost silných interakcí. Experimentální indikace nábojové symetrie a nábojové nezávislosti v jaderné a částicové fyzice; grupa SU(2), její souvislost s grupou O(3) a její reprezentace.
    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.
    Kalibrační teorie. Interakce jako důsledek invariance vůči lokálním kalibračním transformacím; kvanta kalibračního pole; elektromagnetické interakce, grupa U(1) a foton; elektroslabé interakce, standardní model, W a Z bosony; silné interakce mezi kvarky, barevná grupa SU (3), gluony; projevy nekomutatívnosti kalibrační grupy; produkce spršek v e+ e- anihilacích. Univerzálnost slabých interakcí, CKM matice.
Literatura
    povinná literatura
  • Davídek T.-Leitner R. Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty. Praha, 2012. ISBN 978-80-7378-205-4. info
    doporučená literatura
  • Close F. Částicová fyzika. Praha, 2008. ISBN 978-80-7363-160-4. info
  • Close F. - Marten M. - Sutton C. The Particle Odyssey. Oxford University Press, 2002. ISBN 978-0198609438. info
  • Martin B. R. Particle Physics. John Wiley & Sons, 1995. info
    neurčeno
  • Davídek T.-Leitner R. Řešené přiklady z fyziky elementárních částic. Praha, 2014. ISBN 978-80-7378-267-2. info
  • Žáček J. Úvod do fyziky elementárních částic. Nakladatelství Karolinum, 2005. ISBN 9788024611099. info
Výukové metody
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.
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 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.