OAVENP0004 Částicová fyzika I

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2023
Rozsah
20 hodin přednášek, 20 hodin cvičení. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Martin Urbanec, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Martin Urbanec, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Po 12:15–13:50 404
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
OAVENP0004/A: Po 13:55–15:30 404, M. Urbanec
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je seznámit studenty se strukturou hmoty, interakcemi částic mikrosvěta a fundamentálními zákony částicové fyziky. Absolventi předmětu získají znalosti o vlastnostech elementárních a složených částicích a budou schopni porozumět základním interakcím mezi nimi. Kurz je věnován jak teoretickým, tak experimentálním poznatkům o subatomové struktuře hmoty. Nedílnou součást kurzu představuje aktivní práce studenta – zpracování dílčího projektu (eseje) na téma, které si student zvolí v souladu s doporučením garanta a vyučujícího. Předmět je vhodný pro studenty magisterského studia a probíraná látka navazuje na znalosti ze základního kurzu kvantové mechaniky 1.
Osnova
  • Přednášky budou věnovány následujícím dílčím tématům: • Historie zkoumání hmoty - od atomistů po kvantovou teorii pole • Základní interakce částic, elementární částice • Fermiony – rozdělení a vlastnosti fermionů • Těžké kvarky a cesta k jejich objevu • Bosony – elementární a složené bosony, vlastnosti bosonů • Kvantový popis částic a interakcí – Schrodingerova rovnice, Diracova rovnice • Symetrie a zákony zachování – CP a CPT symetrie, exerimentální pozorování narušení CP • Reativistická kinematika – veličiny, soustavy, dvoučásticové a tříčásticové rozpady • Elektromagnetická interakce, Slabá interakce, Elektroslabá interakce • Rozptylové experimenty- struktura atomu, struktura jádra a struktura nukleonu Cvičení Souběžně s přednáškami probíhají cvičení, kde studenti počítají příklady z kapitol probraných na přednášce. K zápočtu je potřeba úspěšné absolvování písemného testu (60% úspěšnost při řešení).
Literatura
    povinná literatura
  • D. Nosek, Jádra a částice (řešené příklady), Matfyzpress, Praha, 2005
  • B.R.Martin, G. Shaw, Particle Physics, John Willey and Sons, 2007
    doporučená literatura
  • Alessandro Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge, 2010
  • W.S.C.Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford University Press, 2008
  • J. Žáček, Úvod do fyziky elementárních částic, Karolinum, Praha 2005
Metody hodnocení
Písemný zápočet (60% úspěšnost při řešení testu) a ústní zkouška (formou obhajoby eseje a následné diskuze s doplňujícími otázkami v rámci okruhů pokrytých přednáškami).
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2020, zima 2021, zima 2022, zima 2024.