Fyzika elementárních částic - NJSF105

• Anglický název: Elementary Particle Physics
• Zajišťuje: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 7
• Rozsah, examinace: zimní s.:3/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: prof. RNDr. Rupert Leitner, DrSc.; doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_UCJF (21.03.2003)

Základní vlastnosti částic. Modely částic (SU(3), osminásobná cesta, kvarkový model). Interakce mezi částicemi (silné, elektromagnetické, slabé) a jejich sjednocení.

angličtina

Poslední úprava: T_UCJF (21.03.2003)

The basic properties of elementary particles. Models (SU(3), the Eightfold Way, the quark model). The interactions (strong, electromagnetic, weak) and their unification.

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (07.06.2019)

Předmět je zakončen ústní zkouškou. Vstupní podmínkou ke zkoušce je získání zápočtu, který je udělen za úspěšné absolvování zápočtové písemky.

Literatura

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (18.10.2021)

T. Davídek, R.Leitner: Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress 2012, ISBN 978-80-7378-205-4

J. Žáček: Úvod do fyziky elementárních částic, Karolinum 2010, ISBN 978-80-2461-109-9

T. Davídek, R. Leitner: Řešené příklady z fyziky elementárních částic, Matfyzpress 2014, ISBN 978-80-7378-267-2

T. Davídek, R. Leitner: Elementární částice - fenomenologie a experiment, e-kniha MATFYZPRESS https://matfyzpress.cz/cz/e-shop/vsechny-tituly/elementarni-castice-fenomenologie-a-experiment-e-kniha-9788073784393 nebo HTML verze https://www-ucjf.troja.mff.cuni.cz/~davidek/vyuka/fel_www/

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (10.01.2019)

T. Davídek, R.Leitner: Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress 2012, ISBN 978-80-7378-205-4

J. Žáček: Úvod do fyziky elementárních částic, Karolinum 2010, ISBN 978-80-2461-109-9

T. Davídek, R. Leitner: Řešené příklady z fyziky elementárních částic, Matfyzpress 2014, ISBN 978-80-7378-267-2

Metody výuky

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (08.10.2021)

Přednáška i cvičení probíhají standardně prezenčně, dokud to půjde. Pro studenty, kteří se ze závažných důvodů nemohou dostavit, bude přednáška i cvičení přenášena přes platformu ZOOM https://cesnet.zoom.us/j/98592912609, přístupový kód bude sdělen zapsaným studentům

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (07.06.2019)

Zkouška z předmětu je konaná ústní formou, požadavky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu prezentovaném na přednášce. Nutnou vstupní podmínkou je získání zápočtu.

Zápočet je udělen za úspěšné zvládnutí zápočtové písemné práce po skončení semestru. Zápočtová písemná práce sestává typicky ze 4 příkladů, je třeba získat 60% bodů.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (18.10.2021)

Úvod: kinematika (rozpady částic, Lorentzova transformace, fázové objemy)

Základní baryony a mezony, jejich vlastnosti (spin, parita, včetně jejich měření)

Podivnost, isotopický spin, C-parita, G-parita, časová symetrie, včetně jejich zachování/nezachování a aplikací

Baryonové a mezonové resonance, měření jejich kvantových čísel

Kvarkový model SU(3), klasifikace částic do SU(3) multipletů

Předpovědi SU(3) symetrie, narušení SU(3), hmotové formule, magnetické momenty hadronů

Rozšíření kvarkového modelu, GIM mechanismus, Cabibbův úhel

Slabé interakce (klasifikace slabých interakcí, intermediální bosony W,Z, nezachování parity ve slabé interakci, interakce neutrin, helicita neutrina)

Top-kvark, Higgsův boson

Neutrální mezony, oscilace K0 mezonů, narušení CP symetrie

Neutrina a rodiny leptonů, hmotnost neutrin a oscilace

Fyzikální program současných experimentů

angličtina

Poslední úprava: doc. RNDr. Tomáš Davídek, Ph.D. (18.10.2021)

1. Introduction: kinematics (particles' decays, Lorentz transformation, phase space)

2. Basic baryons and mesons, their properties (spin, parity and their measurements)

3. Strangeness, isospin, C-parity, G-parity, time symmetry including their (non)conservations and applications

4. Baryon and meson resonances, measurement of their quantum numbers

5. Quark model SU(3), particles' classification in the SU(3) multiplets

6. SU(3) symmetry predictions, SU(3) symmetry breaking, mass formulae, magnetic moments of hadrons

7. Extension of the quark model, GIM mechanism, Cabibbo angle

8. Weak interactions (intermediate bosons W,Z, parity violation, neutrino interactions and helicity)

9. Top-quark, Higgs boson

10. neutral kaons, K0 oscillations, CP violation

11. neutrinos and lepton families, neutrino masses and oscillations

12. physics programme of current experiments