OAVENP0013 Astročásticová fyzika

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2021
Rozsah
30 hodin přednášek, 10 hodin cvičení. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
Dr. Maurizio Falanga, PhD. (přednášející)
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 určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět se zabývá základy astročásticové fyziky a poskytne studentům vhled do současného stavu zkoumání vysokoenergetických částic přicházejících z Vesmíru. Přednášky jsou věnovány především nabitým částicím kosmického záření dosahujících ultra vysokých energií. Studenti získají znalosti o vlastnostech a původu těchto částic a budou seznámeni s principy jejich detekce a současnými pozemními a vesmírnými experimenty. Na konci semestru se předmět věnuje také detekci neutrálních částic z vesmíru – neutrin a vysokoenergetických fotonů.
Osnova
  • Přednášky budou věnovány následujícím dílčím tématům: • Objev kosmického záření • Základní vlastnosti kosmického záření – energetické spektrum, složení, příchozí směry • Spršky kosmického záření – rozvoj spršky, Heitlerův model, Heitler-Matthewsův model, superpoziční model • Zdroje a urychlování kosmického záření – Fermiho urychlování • Šíření kosmického záření Vesmírem a jeho interakce – fotodesitegrace, párová produkce, fotopionová produkce, kosmologický rudý posuv • Detekce kosmického záření – přímá vs. nepřímá • Astrofyzikální neutrina – vznik, pozorování, SN1987A • Gama záření – elektromagnetické spršky, detekce a zdroje • Multimessenger physics – současný stav a představy Souběžně s přednáškami probíhají cvičení, kde studenti počítají příklady z kapitol probraných na přednášce.
Literatura
    povinná literatura
  • C. Grupen, “Astroparticle Physics“, Springer Science & Business Media, 2005.
    doporučená literatura
  • D. H. Perkins, “ Particle Astrophysics, Second Edition, Oxford Master Series in Physics, 2009.
  • A. De Angelis, M. Pimenta, “Introduction to Particle and Astroparticle Physics“, Second Edition, Springer, 2018.
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 2022, zima 2023.