Domov > Študij fizike > Fizika II. stopnja > Jedra, kvarki in leptoni

Študijski program: Fizika
Stopnja: magistrska (druga)
Študijska smer: Osnovni delci in jedro
Steber programa: obvezni (Fizika jedra in osn. delcev), izbirni (ostale smeri)
Letnik študija: 1.
Semester: 1.

Predavanja: 45 ur
Vaje: 30 ur
Seminar: 0 ur

Število ECTS kreditov: 8

Jezik: slovenski
Posebnosti:

Jedra, kvarki in leptoni

Cilji in predmetno specifične kompetence

Študent spozna osnovne zakonitosti na področju fizike jedra in osnovnih delcev.

Predmetno specifične kompetence: Poznavanje in razumevanje interakcij med osnovnimi delci in med njihovimi vezanimi stanji (hadroni). Sposobnost za reševanje konkretnih problemov s področja fizike jedra in osnovnih delcev. Sposobnost povezovanja teoretičnih napovedi in meritev. Kritično ovrednotenje in uporaba novih spoznanj na področju fizike jedra in osnovnih delcev.

Opis vsebine

Uvod: urejenost narave po nadstropjih; poskusi v fiziki jedra in osnovnih delcev; pospeševalniki.
Fizika jedra: sile med nukleoni, lastnosti jeder in določanje le-teh; modeli jedra (Fermijev plin, kapljični model, semi-empirična masna formula, lupinski model).
Jedrski razpadi: razpadi γ, β in α (pogoji za razpad, dinamika razpada, izbirna pravila), jedrski razcep.
Pregled Standardnega modela interakcij: interakcije med delci, posredovanje interakcij, kvantna števila.
Vrtilna količina, Clebsch-Gordanovi koeficienti, izospin, sipanje πp → πp.
Kvarkovski model: okusna SU(3) simetrija; mezoni, barijoni.
Nerelativistični kvantnomehanski opis: antidelci; nerelativistična teorija motenj, zlato pravilo.
Relativistični opis brezspinskih delcev: elektrodinamika; Feynmanova pravila; sipalni presek; razpadna širina.
Relativistični opis fermionov: Diracova enacba, rešitve Diracove enačbe za prost delec, kovariantna oblika; vijačnost; Diracova enačba za antidelce; normalizacija bispinorjev.
Elektrodinamika fermionov: Feymanova pravila; Moellerjevo sipanje; polnostna relacija; izreki o sledeh. Sipanje eμ→ eμ; anihilacija e+e- → μμ, qq; dokaz za obstoj barve; kotna porazdelitev.
Šibka interakcija: uvod, zgodovina; interakcija tok-tok. Kršitev parnosti; V-A struktura toka. Protonski razpad beta; razpad miona; razpad piona; konflikt med sučnostjo in ročnostjo. Sipanje nevtrinov. Nevtralni šibki tokovi; šibki prehodi med generacijami, matrika CKM; meritev matričnih elementov CKM, unitarnost. Mehanizem GIM; nevtralni tok, ki spremeni okus.
Simetrija CP: sistem nevtralnih kaonov; simetrija P, C, CP za stanja z dvemi oz. tremi pioni; lastna stanja CP; kršitev CP. Mešanje nevtralnih mezonov. Zveza med fiziko jedra in osnovnih delcev in razvojem vesolja.

Temeljna literatura

Predvideni študijski dosežki

Znanje in razumevanje
Pridobitev osnovnega znanja na področju fizike jedra in osnovnih delcev. Poznavanje in razumevanje interakcij med osnovnimi delci. Sposobnost povezovanja teoretičnih napovedi in meritev. Kritično ovrednotenje in uporaba novih spoznanj na področju fizike jedra in osnovnih delcev.

Uporaba
Razumevanje interakcij med osnovnimi delci in interakcij med osnovnimi delci in jedri, njihov vpliv na nastanek in razvoj vesolja, stabilnost materije. Razumevanje fizikalnih osnov metod detekcije.

Refleksija
Kritično ovredotenje teoretičnih napovedi z rezultati meritev.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Sposobnost razumevanja pojavov ter razlaganja in vrednotenja rezultatov meritev.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, seminarske vaje, izdelava domače naloge.

Pogoji za vključitev v delo oziroma za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik.

Metode ocenjevanja in ocenjevalna lestvica

Obisk predavanj, domača naloga, kolokviji ali pisni izpit, ustni izpit; oceni 1-5 (negativno), 6-10 (pozitivno;) ob upoštevanju Statuta UL in fakultetnih pravil.

Metode evalvacije kakovosti

Samoevalvacija, študentska anketa (interna in univerzitetna).

Sestavljalec učnega načrta