Jaderná a částicová fyzika

V rámci Jaderné a částicové fyziky nabízíme strukturované studium:

• Bakalářské studium programu Jaderná a částicová fyzika (3 roky) zakončené bakalářským titulem Bc.

• Navazující magisterské studium  programu Jaderná a částicová fyzika (2 roky) zakončené magisterským titulem Ing.

• Doktorské studium oboru Jaderné inženýrství zaměření Experimentální jaderná a částicová fyzika (4 roky) zakončené doktorským titulem Ph.D.

Kompletní studijní plány pro bakalářské i magisterské studium JČF, včetně rozvrhů najdete na Studijní plány JČF a Rozvrhy JČF. Pokud vás zajímají vypsaná témata bakalářských nebo diplomových prací, ty najdete v Témata prací.

Směry studia

• Experimentální – zapojte se do mezinárodních experimentů a zkuste v naměřených datech objevit novou částici, objevit nové symetrie nebo černou díru
• Instrumentální – podílejte se na návrhu a vývoji techniky pro použití v experimentech fyziky vysokých energií ale i v nemocnicích či na vesmírných družicích.
• Teoretický - zkuste vysvětlit zatím nevysvětlitelné jevy nebo sjednotit všechny síly světa do jedné teorie

Jako student JČF se budete moci zapojit do jednoho z mezinárodních experimentů na kterých spolupracujeme, jako například experimenty ALICE a ATLAS v CERNu, experiment STAR v BNL nebo experiment CBM v GSI.

Bakalářské studium

Studijní program Jaderná a částicová fyzika, 3 roky,  zakončené bakalářským titulem Bc.
Garant programu: doc. Mgr. Jaroslav Bielčík, Ph.D.

Charakteristika oboru:

Studium je orientováno na jadernou fyziku a fyziku elementárních částic, tedy obory, které přinášejí fundamentální poznatky o struktuře látky a základních interakcích v mikrosvětě. Mnohé poznatky a metody již překročily rámec fyziky a uplatňují se v nejrůznějších oborech lidské činnosti. Studijní plány vycházejí zejména ze společného základu fyziky a matematiky. Základem odborného studia jsou základní teoretické předměty ze subatomové fyziky a kvantové mechaniky, které se opírají o přednášky z mechaniky, elektřiny a magnetismu, vlnění, optiky a atomové fyziky, teoretické fyziky a termodynamiky a statistické fyziky. Základní kurz teoretických předmětů doplňují předměty o detektorech a principech detekce, základech fyzikálních měření a experimentální fyzice. Důležitou součástí studia je získání pevných základů experimentální práce a experimentální fyziky a fyzikálních praktik. Matematické základy obsahují kurzy matematické analýzy, lineární algebry, numerických metod, rovnic matematické fyziky a základů programování.

Důraz se klade na moderní metody získávání experimentálních dat a jejich zpracování pomocí výpočetní techniky, metod strojového učení, na fyzikální interpretaci experimentálních výsledků, formulaci teoretických modelů a možné praktické aplikace získaných poznatků. Ve výuce je zastoupena práce v laboratořích a jsou preferovány individuální formy výuky pod vedením školitele. Studenti se zapojují do řešení vědecko-výzkumných programů a jsou připravováni na moderní kolektivní formy vědecké práce ve vědecké skupině. Výuka se uskutečňuje v úzké součinnosti s mimofakultními pracovišti (Akademie věd České republiky, CERN Ženeva, Brookhavenská národní laboratoř, GSI Darmstadt apod.).

Jedná se tedy o ucelený studijní program s interdisciplinárním obsahem, jehož cílem je připravit absolventy pro práci v akademické a průmyslové sféře.

Profil absolventa:

Odborné znalosti: Absolvent získá nejkomplexnější možné znalosti moderní fyziky a matematiky, které mu umožní tvůrčím způsobem se zapojit do řešení nových interdisciplinárních vědních a technických problémů. Získají znalosti jaderné, částicové a kvantové fyziky, detekčních metod a detektorů ionizujícího záření. Absolventi mohou přímo pokračovat v navazujícím magisterském studiu ve stejném nebo příbuzném oboru.

Odborné dovednosti: Absolvent získá dovednosti v aplikacích metod moderní fyziky při řešení problémů jaderné a částicové fyziky. Získá dovednosti v přípravě a provádění experimentů a následném zpracování a interpretaci výsledků měření včetně komplexní analýzy statistických a systematických chyb měření. Získá zkušenosti s prací ve velkých mezinárodních kolaboracích a schopnosti prezentovat, komunikovat a obhajovat získané výsledky.

Kompetence: Absolventi se uplatní na bakalářské úrovni v průmyslu, výzkumu a soukromé sféře díky analytickému způsobu práce, systematickému přístupu danému nabytými znalostmi a schopnosti pracovat s moderní výpočetní technikou a metodami strojového učení. Mohou pracovat v jaderných výzkumných institucích, zdravotnictví nebo v automobilovém průmyslu. Získávají kvalifikaci fyzika - experimentátora se širokou paletou možných uplatnění ve výzkumu (základní, aplikovaný, strategický) i ve vývoji pro technickou praxi. Bude připraven řešit fyzikální problémy za použití soudobé experimentální techniky a zpracovávat data velkých objemů.

Magisterské studium

Studijní program Jaderná a částicová fyzika, 2 roky zakončené magisterským titulem Ing.
Garant programu: doc. Mgr. Jaroslav Bielčík, Ph.D.

Charakteristika oboru:

Studium je orientováno na jadernou fyziku a fyziku elementárních částic, tedy obory, které přinášejí fundamentální poznatky o struktuře látky a základních interakcích v mikrosvětě. Mnohé poznatky a metody již překročily rámec fyziky a uplatňují se v nejrůznějších oborech lidské činnosti. Studijní plány vycházejí zejména z pokročilých předmětů týkajících se kvantové teorie pole, fyziky částic a systému detektorů a zpracování dat. Z důvodu potřeb moderního výzkumu v jaderné fyzice a fyzice elementárních částic se studenti mohou více specializovat, pomocí volby jedné ze skupin povinně volitelných předmětů, na teorii, experimentální aspekty nebo na urychlovače. Základem odborného studia jsou společné základní teoretické předměty Kvantová teorie pole 1 a 2, Základy teorie elektroslabých interakcí a Základy kvantové chromodynamiky. Tyto předměty jsou doplněny předměty Moderní typy detektorů, Systémy detektorů a sběr dat a Statistické zpracování dat 1 a 2, které studenty seznámí s moderními technologiemi a metodami oboru. Studenti absolvují odborný seminář zaměřený na prezentaci jejich výzkumu a nejaktuálnějších poznatků oboru Seminář 1-4. Studenti se mohou úžeji specializovat volbou jedné ze tří skupin povinně volitelných předmětů. V experimentálně zaměřené skupině E absolvují předměty Extrémní stavy hmoty a Fyzika ultrarelativistických jaderných srážek, v teoreticky zaměřené skupině T absolvují Obecnou teorii relativity a v instrumentálně zaměřené skupině I absolvují Urychlovače částic 1 a 2.

V programu se klade důraz na moderní metody získávání experimentálních dat a jejich zpracování pomocí výpočetní techniky, metod strojového učení, na fyzikální interpretaci experimentálních výsledků, formulaci teoretických modelů a možné praktické aplikace získaných poznatků. Ve výuce je zastoupena formou volitelných předmětů práce ve specializovaných laboratořích. Jsou preferovány individuální formy výuky pod vedením školitele a formou odborných seminářů. Studenti se zapojují do řešení vědecko-výzkumných programů a jsou připravováni na moderní kolektivní formy vědecké práce v mezinárodní vědecké skupině. Výuka se uskutečňuje v úzké součinnosti s mimofakultními pracovišti (Akademie věd České republiky, CERN Ženeva, Brookhavenská národní laboratoř, GSI Darmstadt apod.).

Jedná se tedy o ucelený studijní program s interdisciplinárním obsahem, jehož cílem je připravit absolventy pro práci v akademické a průmyslové sféře.