Jaderná a částicová fyzika

Sylabus

Škály veličin, které jsou charakteristické pro jadernou a částicovou fyziku (délková, energetická, časová; klidové energie částic …). Základní experimenty přinášející informace o jádrech a částicích (filosofie rozptylových experimentů, Rutherfordův pokus …). Základní teoretické nástroje pro popis jader a částic (speciální relativita, kvantová teorie).

Základní charakteristiky jader: rozměry, vazbová energie, energetické hladiny, vlastnosti jaderných sil a stav jejich pochopení, modely jader.

Rozpad jader, jaderné reakce (zákony zachování, druhy emitovaných částic, rozpadový zákon, účinný průřez, mechanismy jednotlivých druhů rozpadu, druhy interakcí).

Energeticky významné jaderné reakce (štěpné a fúzní, v reaktorech, bombách, hvězdách a fúzních reaktorech).

Interakce jaderného záření, resp. částic, s látkou (včetně vysokých energií), jeho detekce (včetně dráhových detektorů) a aplikace (technické i medicínské).

Elementární částice: Od obvyklých (elektron, proton) pomocí významných experimentů a myšlenek k obtížněji viditelným (antičástice, neutron, neutrina, mezony, rezonance, kvarky, intermediální bosony, Higgsův boson, …). Role jednotlivých částic v přírodě, jejich systematika, kvantová čísla a jejich zachování resp. nezachování) při jednotlivých interakcích. Informativně o kvantové teorii pole (počítané veličiny, poruchový a neporuchový přístup, Feynmanovy diagramy). Sjednocování teorií.

Podrobnější dodatky: Kvantová chromodynamika a teorie elektroslabých interakcí jako součásti "Standardního modelu" (Co je model , co fyzikální teorie, od stavebnice k dynamické teorii, proč nejsou kvarky vidět, kolik je kvarků, kolik je neutrin, co dělá Higgsův boson, co se dnes umí ....)

Principy funkce urychlovačů (elektrostatické, lineární, kruhové, vstřícné svazky). Současné a budované urychlovače ve světě, komplexní detektory na jejich svazcích.

Částice v raném i v našem vesmíru. Astročásticové a neutrinové experimenty.

Anotace

Závěrečná součást základního kursu fyziky. Seznamuje posluchače se základy experimentální i teoretické fyziky atomového jádra a elementárních částic a s aplikacemi poznatků těchto oborů fyziky.