• Katedra fyziky nabízí studium v oborech: matematická fyzika, experimentální jaderná a částicová fyzika, fyzika a technika termojaderné fúze a fyzikální technika.
  • V rámci matematické fyziky jedna z nejúspěšnějších skupin se zabývá i náhodnými kvantovými procházkami.
  • Katedra fyziky se také účastní velkých mezinárodních experimentů jako jsou ATLAS, ALICE a Aegis v CERN nebo STAR v BNL.
  • Na katedře působí odborníci a studenti, kteří se zabývají i teoretickou částicovou a jadernou fyzikou.
  • Jedním z významných pracovišť je i tokamak Golem, na kterém se studuje fyzika plazmatu.

Subatomová fyzika

Zveřejněno: neděle 6. duben 2014 19:21 Napsal Administrator

Okruhy otázek ke státním závěrečným zkouškám bakalářského studia

Obor: Experimentální jaderná a částicová fyzika

Předmět: Subatomová fyzika

Literatura:

  • V. Petráček, Skriptum k předmětu Subatomová Fyzika
  • J. Žáček, Úvod do fyziky elementárních částic, Karolinum, Praha, 2005
  • W.S.C. Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford University Press, 2008
  • B. R. Martin, Graham Shaw, Particle Physics, Wiley, 1997

Předměty, vztahující se k okruhům:

  • 02SF1 - Subatomová fyzika 1
  • 02SF2 - Subatomová fyzika 2
  • 02IJZ - Interakce jaderného záření s látkou
  • 16DETE - Detektory ionizujícího záření

Okruhy otázek:

1. Přehled vlastností částic a interakcí

Fundamentální interakce a jejich charakteristiky, Elementární částice, jejich dělení a charakteristiky: kvarky, leptony, kvanta kalibračních polí, Antičástice: vysvětlení pojmů, kreace a anihilace, experimenty s antihmotou, Vlastnosti elektromagnetické a slabé interakce, jejich sjednocení v rámci standardního modelu, vlastnosti intermediálních bosonů a jejich objev, Vlastnosti silné interakce a kvantové chromodynamiky, barva, asymptotická volnost, uvěznění kvarků, Zákony zachování, Časoprostorové symetrie: spojité a diskrétní, jejich důsledky

2. Kvarkový model

Kvarkový model: struktura baryonů a mesonů, Těžké kvarky: podivné, půvabné a krásné částice a top kvark, jejich vlastnosti a objev, Experimenty ukazující na kompozitní strukturu atomového jádra a nukleonu: Rutherfordův rozptyl, nepružný rozptyl, Formfaktor, Rosenbluthova formule, Hluboce nepružný rozptyl, Partonový model - partony, jety, Feynmanovy diagramy

3. Interakce záření s látkou

Účinný průřez, rezonance a šířka rezonancí, invariantní hmota, Interakce záření se hmotou:energetické ztráty částic při průchodu hmotou, procesy interakce nabitých částic a fotonů,aplikace.

4. Urychlovače nabitých částic

Urychlovače nabitých částic: dělení urychlovačů, principy jejich funkce, Synchrotronové záření: jeho vznik, charakteristiky a využití, Lineární optika svazku: druhy magnetů používaných v urychlovačích a jejich funkce, injekce částic do urychlovače, Experimenty částicové fyziky: důvody potřeby vysokých energií, přehled současných experimentálních center a hlavních experimentů,

5. Detektory částic

Pozičně citlivé detektory ionizujícího záření: plynové, polovodičové, principy činnosti, Měření energie částic: polovodičové detektory, kalorimetry, scintilátory, Detekce fotonů, Měření hybnosti částic: zakřivení dráhy v magnetickém poli (dipól, solenoid), RICH, Měření doby letu: scintilátory, fotonásobiče, sběr světla, Identifikace částic: detekce neutronů, PID z doby letu, Čerenkovo záření, přechodové záření, specifické ionizační ztráty (TPC)

6. Základní charakteristiky jader

Základní charakteristiky atomových jader, struktura atomových jader, Terminologie: izotopy, izotony, izobary, izomery. Zrcadlová jádra, hyperjádra antijádra; jaké informace lze získat jejich studiem, Hmotnost, náboj a poloměr atomových jader, fyzikální základy experimentálních metod použitelných k jejich měření, Vazbová energie, závislost vazbové energie na hmotnostním čísle, Způsoby uvolňování klidové energie atomových jader,Nuklidová karta, Spin, izospin, magnetický dipólový moment, elektrický kvadrupólový moment, Vlastnosti jaderných sil.

7. Modely jádra

Kapkový model, Slupkový model, Zobecněný model, porovnání modelů

8. Radioaktivita a rozpady jader

Exponenciální zákon radioaktivního rozpadu, postupný rozpad, přechodná a trvalá rovnováha, radioaktivní řady, Rozpad alfa, Rozpad beta a jeho varianty (beta+, beta-, elektronový záchyt), Rozpad gama a vnitřní konverze

9. Jaderné reakce

Jaderné reakce - druhy , účinné průřezy, zákony zachování, energetické schema, Klasifikace jaderných reakcí, významné jaderné reakce

10. Aplikace jaderné fyziky a kosmické záření

Aplikace jaderné fyziky (jaderná energie, metoda nukleární magnetické rezonance, Mössbauerův jev, výroba a užití radionuklidů, datovací metody atd.), Kosmické záření, jeho vlastnosti, struktura, komponenty, původ a detekce