Subatomová fyzika

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními poznatky z částicové fyziky. Studenti získají znalosti o struktuře hmoty, jednotlivých interakcích a poznají zákonitosti mikrosvěta. Součástí přednášky jsou i základy kvantové mechaniky a teorie relativity nutné pro formulaci popisu chování elementárních částic. Student se seznámí i sprincipyfungování urychlovačů a se současnými experimentálními centry částicové fyziky.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Přehled vlastností částic a interakcí - Jednotky a typické rozsahy v částicové fyzice, Základní charakteristikyčástic, Vlastnosti interakcí, Kvarky a leptony, Intermediální bosony

2. Relativistická kinematika, účinný průřez, kvantový popis subatomových částic – Základy speciální teorierelativity, Kinematika, soustavy a převody, 2 a 3 částicové rozpady, Účinný průřez, Kvantový popis pohybu částic

3. Symetrie a zákony zachování - Invariance vůči spojitým transformacím, symetrie vQM, Diskrétní symetrie

4. QED, slabá interakce, elektroslabá interakce - Kvantová elektrodynamika, Fermiho zlaté pravidlo, Feynmannovydiagramy, Slabá interakce, Kalibrační teorie, Higgsův mechanismus

5. Struktura hadronů - Rozptylové experimenty, zkoumání struktury částic, Hluboce nepružný rozptyl, Partonovýmodel, Evoluční rovnice

6. Silná interakce, kvarkový model, QCD - Kvarkový model, QCD procesy, faktorizace, lattice QCD, běžící vazbovákonstanta

7. Zdroje částic, urychlovače, přehled experimentů - Urychlovače těžkých nabitých částic, Relativistickéurychlovače, Laserové urychlovače, Přehled experimentálních center a urychlovačů

Osnova cvičení:

Příklady dle jednotlivých kapitol:

1. Historie zkoumání elementární struktury

2. Subatomová struktura, základní síly a částice

3. Zkoumání subatomové struktury

4. Základy kvantového popisu

5. Antičástice

6. Leptony,kvarky, hadrony

7. Yukawův model jaderných sil

8. Symetrie a zákony zachování

9. Těžké kvarky a experimentální cesta k jejich objevu

10. Slabé interakce

11. Sjednocení elektromagnetické a slabé interakce

12. Struktura nukleonu a partony

13. Silná interakce

14. Kvarkový model

15. Kinematika

16. Zdroje částic

Cíle studia:

Znalosti:

Základy subatomové fyziky

Schopnosti:

Orientace v konceptech subatomové fyziky a schopnost řešit samostatně příklady v tomto oboru

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]Alessandro Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge University Press, 2014

[2] E.M.Henley, A. Garcia, Subatomic Physics, World Scientific Publishing, 2007

[3] B.R.Martin, G. Shaw, Particle Physics, Willey, 2017

Doporučená literatura:

[4] W.S.C.Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford University Press, 2008

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• BS Experimentální jaderná a částicová fyzika (povinný předmět oboru)
• Jaderná a částicová fyzika (povinný předmět programu)
• Jaderná a částicová fyzika (povinný předmět programu)