Aktualizováno: čtvrtek 31. leden 2019 Zveřejněno: pondělí 7. červenec 2014 Napsal Administrator

02SF - Subatomová fyzika

Základní informace

Termín konání  
Web cvičení physics.fjfi.cvut.cz
Přednášející Ing. Jan Čepila, Ph.D. (Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.)  
Cvičící Ing. Dagmar Bendová (Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.)  
Ohodnocení 4+2 z, zk
Požadavky splnění všech domácích úkolů v řádném termínu - bez toho nelze psát zápočtovou písemku!
  nadpoloviční počet bodů ze zápočtové písemky
  vypracování a předvedení prezentace na zadané téma
Zdroje [1] Alessandro Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge, 2010
  [2] E.M.Henley, A. Garcia, Subatomic Physics, World Scientific Publishing, 2007
  [3] B.R.Martin, G. Shaw, Particle Physics, John Willey and Sons, 2007
  [4] W.S.C.Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford University Press, 2008
  [5] V. Petráček, Skriptum k SF (ke stažení dole)
  [6] D. Nosek, Jádra a částice (řešené příklady), Matfyzpress, Praha, 2005.

 

Syllabus přednášek a cvičení

1. Přehled vlastností částic a interakcí
1.1 Jednotky a typické rozsahy v částicové fyzice
1.2 Základní charakteristiky částic
1.3 Vlastnosti interakcí
1.4 Kvarky a leptony, bosony
   
2. Relativistická kinematika, účinný průřez, kvantový popis subatomových částic
2.1 Relativistický popis pohybu částic
2.2 Kinematika, soustavy a převody, 2 a 3 částicové rozpady
2.3 Účinný průřez
2.4 Kvantový popis pohybu částic
   
3. Symetrie a zákony zachování
3.1  Invariance vůči spojitým transformacím, symetrie v QM
3.2  Diskrétní symetrie
   
4. QED, slabá interakce, elektroslabá interakce
4.1  Kvantová elektrodynamika, Fermiho zlaté pravidlo, Feynmannovy diagramy
4.2  Slabá interakce, Kalibrační teorie, Higgsův mechanismus
   
   
5. Struktura hadronů
5.1 Rozptylové experimenty - zkoumání struktury částic
5.2 Hluboce nepružný rozptyl, Partonový model, Evoluční rovnice
   
   
   
6. Silná interakce, kvarkový model, QCD
6.1 Kvarkový model
6.2 QCD procesy, faktorizace, lattice QCD, běžící vazbová konstanta
   
   
7. Zdroje částic, urychlovače, přehled experimentů
7.1 Urychlovače těžkých nabitých částic
7.2 Relativistické urychlovače, Laserové urychlovače
7.3 Přehled experimentálních center a urychlovačů
 

Plán cvičení

Zadání příkladů pro cvičení je ZDE. Na každém cvičení předvedou studenti řešení příkladů ostatním dle rozdělení příkladů. Nemůžete-li se cvičení zúčastnit, buď nechte předvézt příklad jiným studentem nebo pošlete cvičícímu a příklad bude vyvěšen v rozdělení příkladů.

1. cvičení Teoretický úvod - Jednotky,veličiny,konstanty
Teoretický úvod - Typy srážek, LS, TS, převody mezi soustavami, srážkový diagram(Kapitola 1)
Příklady - Subatomová struktura, základní síly a částice (Kapitola 2)

2. cvičení

Příklady - Subatomová struktura, základní síly a částice (Kapitola 2)

Příklady - Zkoumání subatomové struktury (Kapitola 3)

3. cvičení Příklady - Zkoumání subatomové struktury (Kapitola 3)
4. cvičení Příklady - Základy kvantováho popisu - Klein-Gordonovo a Diracovo pole (Kapitola 4)
Příklady - Antičástice (Kapitola 5)
5. cvičení Příklady - Leptony, kvarky, hadrony (Kapitola 6)
Příklady - Yukawova teorie jaderných sil (Kapitola 7)
6. cvičení Příklady - Symetrie a zákony zachování (Kapitola 8.1)
Příklady - Symetrie a zákony zachování (Kapitola 8.2)
7. cvičení Příklady - Těžké kvarky a experimentální cesta k jejich objevu (Kapitola 9)
Příklady - Slabá interakce (Kapitola 10)
8. cvičení Příklady - Sjednocení elektromagnetické a slabé interakce (Kapitola 11)
Příklady - Struktura nukleonu a partony (Kapitola 12.1)
9. cvičení Příklady - Struktura nukleonu a partony (Kapitola 12.2)
Příklady - Struktura nukleonu a partony (Kapitola 12.3)
10. cvičení Příklady - Struktura nukleonu a partony (Kapitola 12.4)
Příklady - Silná interakce (Kapitola 13)
11. cvičení Příklady - Statický kvarkový model (Kapitola 14)
Příklady - Relativistická kinematika (Kapitola 15.2)
12. cvičení Příklady - Relativistická kinematika (Kapitola 15.3)
13. cvičení Příklady - Zdroje částic (Kapitola 16)
Příklady - Synchrotronní záření (Kapitola 17)
zápočtový týden

Na semináři s ostatními studenty předvedete princip objevení Vámi vybrané částice. Předpokládá se prezentace v délce cca 10-15minut, v které shrnete detaily experimentu, příslušné výpočty a výsledné grafy. Postupujte podle článku, který publikoval daný objev. Součástí Vaší prezentace budou i dotazy přihlížejících; promyslete si proto pořádně celý Váš objev! Seznam možných částic je zde - prezentace. Výběr nahlašte cvičícímu co nejdříve, vybírá se systémem Kdo dřív přijde..

Zápočet

Pro nárok na zápočet musí student prezentovat nebo dodat řešení všech naplánovaných příkladů dle rozdělení příkladů. Dále musí student předvézt prezentaci dle vybraného tématu. Dále musí napsat zápočtovou písemku na minimálně poloviční počet bodů. Příklady v písemce jsou vybírány z příkladů řešených na hodině. Student, který neodevzdal příklady nemůže jít na zápočtovou písemku. Každý student může přijít na dva libovolné termíny zápočtové písemky.
 
Předpokládané termíny zápočtových písemek
 31.1.2019 od 9:30 - první termín
 7.2.2019 od 9:30 - druhý termín + zbývající prezentace + udílení zápočtů
 

Výsledky zápočtových písemek a nárok na zápočet

 

Užitečné odkazy

1. Skriptum k přednáškám ze SF1
2.a) Důležité konstanty (výňatek z PDG 2008)
2.b)
2.c) Základní vlatnosti interakcí a zákony zachování: 1, 2
3. Particle Data Group, LBNL