• 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 Napsal Administrator

Okruhy otázek ke státním závěrečným zkouškám magisterského studia

Obor: Experimentální jaderná a částicová fyzika

Předmět: Subatomová fyzika

Literatura:

  • H. Frauenfelder, E.M. Henley - Subatomic physics, Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey, 1974
  • P.E. Hodgson, E. Gadioli, E. Gadioli Erba - Introductory nuclear physics, Univ. Press Oxford, 1997
  • W.S.C Williams - Nuclear and Particle physics, Clarendon Press, Oxford, 1991
  • E. Segre - Nuclei and Particles, W.A.Benjamin Inc., New York, 1964

Předměty, vztahující se k okruhům:

  • 02KTPE1 - Kvantová teorie pole 1
  • 02KTPE2 - Kvantová teorie pole 2
  • 02UNC - Urychlovače nabitých částic
  • 02FAJ - Fyzika atomového jádra

Okruhy otázek:

1. Částice a jejich vzájemné interakce

Interakce mezi elementárními částicemi, Vlastnosti elementárních částic, Klasifikace elementárních částic, Hadrony, Leptony, Antičástice, Symetrie a zákony zachování, Standardní model, Zákony zachování energie a hybnosti, Souřadné soustavy v subjaderné fyzice, Transformace kinematických veličin mezi soustavami, Mandelstamovy proměnné, Kinematické proměnné – rapidita. pseudorapidita, Feynmanova proměnná, Bjorkenova proměnná

2. Struktura hadronů

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, Jety

3. Průchod jaderného záření látkou

Diferenciální účinný průřez, Integrální účinný průřez, Totální účinný průřez, Geometrická interpretace účinného průřezu, Makroskopický účinný průřez, Střední volná dráha interakce, Typické hodnoty účinných průřezů pro procesy probíhající prostřednictvím silných, elektromagnetických a slabých interakcí, Interakce záření se hmotou: energetické ztráty částic při průchodu hmotou, procesy interakce nabitých částic a fotonů, aplikace, Průchod vysokoenergetických partonů hmotou

4. Technologie urychlovačů

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. Mechanismy detekce částic a jejich vlastností

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. Vlastnosti jader

Struktura atomových jader, Hyperjádra, Antijádra, Elektrický náboj jádra, Poloměr jádra, Hmotnost jádra, Vazbová energie atomových jader, Energetické stavy atomových jader(energetické spektrum), Šířka energetické hladiny, Doba života stavu, Spin atomových jader, Parita stavu, Elektromagnetické momenty atomových jader, Magnetický dipolový moment, Elektrický kvadrupolový moment, Izotopický spin.

7. Fenomenologické modely jader

Jaderné síly, Deuteron, N-N potenciál, Coulombická bariéra, Mezonová teorie jaderných sil(Yukawův potenciál), Klasifikace jaderných modelů, Kapkový model jádra, Slupkový model jádra, Zobecněný model.

8. Radioaktivní přeměny jader

Základní zákony radioaktivního rozpadu, Aktivita, Postupný rozpad, Typy radioaktivních přeměn, Přeměna alfa, Přeměna beta, Kurieho diagram, Rozpadové schéma, Emise záření gama, Vnitřní konverze elektronů, Jaderná izomerie, Radioaktivní řady, Transuranové prvky, Nuklidová karta, Výroba radionuklidů.

9. Teorie jaderných procesů

Energie reakce, Energie rozpadu, Výtěžek jaderných reakcí(tlustý a tenký terčík), Zákony zachování, Princip detailní rovnováhy, Klasifikace jaderných reakcí, Mechanismy jaderných reakcí(model složeného jádra, přímé reakce, optický model atomového jádra), Štěpení, Syntéza, Uvést příklady některých důležitých jaderných reakcí.

10. Využití jaderné fyziky, astrofyzika

Aplikace jaderné fyziky (jaderná energie, metoda nukleární magnetické rezonance, Mössbauerův jev, výroba a užití radionuklidů, datovací metody atd.), Kosmické záření, Radiační pásy Země, Energie hvězd(proton-protonový cyklus, uhlíko-kyslíkový cyklus), Neutrinová astronomie, Vznik chemických prvků, Neutronové hvězdy.