The basic characteristics of the atomic nucleus. Nuclear forces. The transmutations of atomic nuclei. Nuclear
reactions. Nuclear models.
Podmínky zakončení předmětu
Poslední úprava: Mgr. František Knapp, Ph.D. (10.06.2019)
Podmínkou pro zakončení předmětu a udělení zápočtu je vypracování domácích úkolů zadávaných průběžně během semestru.
Zápočet je nutnou podmínkou účasti u zkoušky. Zkouška je ústní.
Literatura -
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (30.04.2019)
V. Zelevinsky, A. Volya: Physics of Atomic Nuclei (Willey, 2017)
K.L.G. Heyde: Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics (Taylor & Francis 2004)
C.A. Bertulani : Nuclear Physics in a Nutshell (Princeton Univ. Press 2007)
R.F. Casten: Nuclear Structure from a Simple Perspective (Oxford Univ. Press 2000
J.-L. Basdevant, J. Rich, M. Spiro: Fundamentals in Nuclear Physics (Springer 2005)
P.E. Hodgson, E. Gadioli, E. Gadioli Erba: Introductory Nuclear Physics (Clarendon Press 1997)
T. Mayer-Kuckuk: Fyzika atomového jádra (SNTL 1979)
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (30.04.2019)
V. Zelevinsky, A. Volya: Physics of Atomic Nuclei (Willey, 2017)
K.L.G. Heyde: Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics (Taylor & Francis 2004)
C.A. Bertulani : Nuclear Physics in a Nutshell (Princeton Univ. Press 2007)
R.F. Casten: Nuclear Structure from a Simple Perspective (Oxford Univ. Press 2000
J.-L. Basdevant, J. Rich, M. Spiro: Fundamentals in Nuclear Physics (Springer 2005)
P.E. Hodgson, E. Gadioli, E. Gadioli Erba: Introductory Nuclear Physics (Clarendon Press 1997)
T. Mayer-Kuckuk: Fyzika atomového jádra (SNTL 1979)
Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: Mgr. František Knapp, Ph.D. (09.10.2017)
Zkouška je prováděna ústní formou. Požadavky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu uvedeném v SIS.
Sylabus -
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (30.04.2019)
Jaderné pozorovatelné: Mapa jader: poločasy rozpadu jader v rovině N x Z, linie stability, supertěžká jádra. Vazbové energie: hmoty jader, sudo-liché efekty, p/2p a n/2n separační energie, magická čísla. Charakteristiky základních stavů: spin, parita, statické magnetické a elektrické momenty; rozdělení hmoty a náboje. Základní módy rozpadu: α, β−, β+, e-záchyt, radioaktivní rozpadové řady. Nízkoležící excitace: charakteristická spektra sudých a lichých jader, vibrační a rotační pásy, yrast stavy. Elektromagnetické přechody: typy a multipolarity přechodů, výběrová pravidla, doby života, isomerní stavy
Jaderné modely: Jádro jako kapka: formule pro vazbové energie, rotační a vibrační excitace jádra, Bohrův kolektivní hamiltonián. Jádro jako Fermiho plyn: slupkové korekce k vazbové energii, jednočásticová kvantová čísla, spin-orbitální interakce, jednočásticové (ph) excitace v lehkých jádrech, Nilssonův model a vznik deformace, systematika deformace na mapě jader. Komponenty mikroskopické teorie jádra: střední pole, zbytkové interakce, párování (supratekutost)
Jaderné interakce: Základní data o NN interakcích: nukleon-nukleonový rozptyl, analýza vlastností deuteronu. Elementy popisu NN interakcí: nábojová nezávislost, izospin, fenomenologické potenciály, holé interakce vs. interakce v jaderném prostředí. Mikroskopické představy: mezonové výměny, konečný dosah interakce, přitažlivé síly vs. odpudivé jádro
Jaderné procesy: Alfa rozpad: průchod coulombickou bariérou, korelace střední doby života a energie alfa částice. Beta rozpad: tříčásticový rozpad a vlastnosti neutrina, tvar spektra, exotické typy beta rozpadu. Exotické typy radioaktivity: emise protonů, těžších jader. Štěpení: štěpitelnost jader, popis pomocí kapkového modelu, rozdělení štěpných fragmentů. Přímé reakce: příklady, časové a energetické škály, role jednočásticových stavů. Reakce přes složené jádro: neutronové rezonance, další procesy přes složené jádro, Breit-Wignerova formule, hustota stavů při vysokých energiích, rozpady složeného jádra. Srážky těžkých iontů, jaderná astrofyzika
Poslední úprava: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (30.04.2019)
1. Nuclear observables
Map of nuclides: decay half-times of nuclei in the NxZ plane, stability line, superheavy elements
Low-lying excitations: typical spectra of even and odd nuclei, vibrational and rotational bands, yrast states and moments of inertia
Electromagnetic transitions: transition types and multipolarities, selection rules, lifetimes, isomeric states
2. Nuclear models
Nucleus as a droplet: binding-energy formula, collective excitations (typical spectra, anharmonic effects, backbending), Bohr collective Hamiltonian
Nucleus as the Fermi gas: shell corrections to the binding energy, single-particle quantum numbers, spin-orbital interaction, particle-hole excitations in light nuclei, Nilsson model and the onset of deformation, occurrence of deformed nuclei on the map of nuclides
Components of a microscopic theory of nuclei: creation of the mean field, residual interactions of the short- and long-range type, pairing (superfluidity)
3. Nuclear interactions
Basic data on the NN interactions: nucleon-nucleon scattering, analysis of deuteron
Elementary description of NN interactions: charge independence, isospin, phenomenological potentials, bare interactions, interactions in nuclear medium
Microscopic considerations: meson exchanges, finite range of interactions, attracting forces vs. repulsive core, how this may work on the level of quarks and gluons
4. Nuclear processes
Alpha decay: transition through the Coulomb barrier, lifetime-energy correlation
Beta decay: three-body decay, properties of neutrino, shapes of electron spectra, exotic beta-decay types
Exotic types of radioactivity: emissions of nucleons or heavier-nuclei
Fission: fissibility of nuclei, drop-model description, mass distribution of fission fragments
Direct reactions: examples, time scales, role of single-particle states
Compound-nucleus reactions: neutron resonances, other compound-nucleus processes, Breit-Wigner formula, density of nuclear states at high energies, decays of the compound nucleus (particle evaporation, electromagnetic transitions, giant resonances)
