UF03480 Úvod do částicové fyziky I

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
zima 2010
Rozsah
2/2/0. 8 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
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. Sylabus (platí pro přednášku i cvičení) Nástin historie a současného stavu částicové fyziky. Klíčové objevy, experimenty a ideje; struktura a interakce subnukleárních částic; leptony, kvarky, kalibrační bosony, hadrony; mesony a baryony; stabilní a nestabilní částice, rezonance; antičástice. Kinematika srážek při vysokých energiích. Zákony zachování; relativistické invarianty; laboratorní, težišťová a kolajdrová soustava; účinný průřez a jeho transformace; totální, pružný a nepružný účinný průřez; luminozita; mnohočásticové produkce, exkluzivní, inkluzivní a topologické účinné průřezy, střední multiplicita; podélná a příčná hybnost, rapidita; dvoučásticová rozdělení, korelace; kinematika rozpadu, střední doba života, rozpadová šířka, větvicí poměr. Experimentální metody částicové fyziky. Základní principy a typy urychlovačů; iontové zdroje; 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 a detektorových soustav; kalorimetry a spektrometry; trigrovací logika, on-line a off-line zpracování údajů. Vlastnosti částic spojené s prostoročasovými transformacemi. Poincarého grupa a její reprezentace; hmotnost, spin, spirálnost, prostorová (P) a časová (T) parita; experimentální určení hmotnosti, spinu a parity pionů a spirálnosti neutrina; vlastnosti Diracovy rovnice, spin a parita fermionů; nezachování P-parity v slabých interakcích. Antičástice a jejich vlastnosti. Nábojová konjugace v Kleinově-Gordonově a Diracově rovnici s elektromagnetickým polem; objev pozitronu a antiprotonu; nábojová (C) parita; kombinované parity: CP a CPT; CPT teorém; o zachování CP parity. Aditivní kvantová čísla a jejich zachování. Náboj, baryonové číslo; stabilnost protonu; leptonová čísla, tři typy nabitých leptonů a jim příslušících neutrin; experimentální důkazy rozdílnosti elektronového neutrina a antineutrina, rozdílnosti elektronového a mionového antineutrina a počtu typu neutrin; pokusy zjistit nezachování leptonových čísel; záhada slunečních neutrin.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 1993, zima 1994, zima 1995, zima 1996, zima 1997, zima 1998, zima 1999, zima 2000, zima 2001, zima 2002, zima 2003, zima 2004, zima 2005, zima 2006, zima 2007, zima 2008, zima 2009, zima 2011, zima 2012, zima 2013, zima 2014.