UFPF502 Základy experimentální částicové a jaderné fyziky

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2016
Rozsah
3/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Ing. Karel Smolek, Ph.D. (přednášející)
Ing. Karel Smolek, 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 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023.