Subatomová fyzika

1. Přehled vlastností částic a interakcí

fundamentální interakce a jejich vlastnosti; elementární částice a jejich vlastnosti: kvarky, leptony, intermediální částice; antičástice; vlastnosti elektromagnetické a slabé interakce; elektroslabé sjednocení; vlastnosti silné interakce a kvantová chromodynamika: barva, asymptotická volnost, uvěznění kvarků; zákony zachování; časoprostorové symetrie: spojité a diskrétní

2. Struktura hadronů

kvarkový model: struktura baryonů a mesonů; vlastnosti hadronů: podivné, půvabné a krásné částice; experimenty zkoumající strukturu atomového jádra a hadronů: Rutherfordův rozptyl, nepružný rozptyl, formfaktor, Rosenbluthova formule, hluboce nepružný rozptyl; partonový model - partony, jety, Feynmanovy diagramy

3. Pohybové rovnice a kinematika

účinný průřez; luminozita; rezonance a Breit-Wignerova formule; Schrodingerova rovnice; Klein-Gordonova rovnice; Diracova rovnice; dvoučásticový rozpad, Dalitzův diagram; relativistická kinematika, laboratorní a těžišťová soustava a převody; vysokoenergetické kinematické proměnné – Bjorkenovo x, Feynmanova proměnná, rapidita, pseudorapidita

4. Urychlovače nabitých částic

urychlovače nabitých částic: dělení, principy jejich funkce, omezení; synchrotronové záření; druhy magnetů používaných v urychlovačích, injekce částic do urychlovače; plazmové urychlování; přehled současných experimentálních center a hlavních experimentů

5. Základní charakteristiky jader

základní charakteristiky atomových jader a způsoby jejich měření; nukleonová struktura atomových jader a nuklidová karta; vazbová energie a způsoby uvolňování klidové energie atomových jader; vlastností jaderných sil a deuteron

6. Modely atomových jader

kapkový model; Fermiho model a slupkový model; zobecněný model a kolektivní stavy atomových jader

7. Přeměny jader a jaderné reakce

kinetika radioaktivních přeměn a rozpadové řady; rozpad alfa; rozpad beta; gama přechody; mechanismy a modely jaderných reakcí

8. Aplikace jaderné fyziky a kosmické záření

aplikace jaderné fyziky; kosmické záření

9. Interakce záření s látkou

interakce nabitých částic: energetické ztráty, vícenásobný Coulombovský rozptyl, Čerenkovovo záření a přechodové záření; interakce fotonů; interakce neutronů; aplikace

10. Detektory a principy detekce

obecné vlastnosti detektorů; detekční principy; plynné ionizační a proporcionální detektory, Geigerův detektor; polovodičové detektory; scintilační detektory, fotonásobiče