OAVENP0004 Částicová fyzika I

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2020
Rozsah
20 hodin přednášek, 20 hodin cvičení. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Předpoklady
( FAKULTA ( FU ) && TYP_STUDIA ( N ))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
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 vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2021, zima 2022, zima 2023.