Fizyka jądra i cząstek elementarnych

FJC

Na wykładzie student zapoznaje się z podstawami fizyki cząstek elementarnych:

własnościami cząstek, ich klasyfikacją i prawami zachowania w reakcjach cząstek

elementarnych. Ponadto zapoznaje się z własnościami oddziaływań jądrowych i jąder

atomowych. Jest w stanie oszacować energię wiązania danego jądra atomowego,

wyznaczyć niektóre własności stanu podstawowego i niskoenergetycznych wzbudzeń

jądra, oraz wyznaczyć możliwe kanały rozpadu.

1. Elementy fizyki cząstek elementarnych

Klasyfikacja cząstek.

Podstawowe własności oddziaływań fundamentalnych.

Liczby kwantowe, prawa zachowania.

2. Oddziaływanie nukleon-nukleon

Ogólna postać oddziaływania nukleon-nukleon w próżni.

Własności deuteronu.

Oddziaływanie nukleon-nukleon w materii jądrowej: równanie Bethego-Goldstone'a.

Anomalne rozwiązanie równania Bethego-Goldstone'a: efekt parowania nukleonów.

3. Podstawowe własności jąder atomowych

Rozmiar jądra atomowego, rozkład gęstości nukleonów w jądrze.

Energia wiązania jąder atomowych, formuła kroplowa.

Stabilność jąder atomowych: rozpad alfa, rozpad beta, spontaniczne rozszczepienie jądra.

4. Modele jądrowe

Model gazu Fermiego: energia symetrii, gęstość stanów.

Model powłokowy: liczby magiczne, efekty powłokowe.

Metoda Hartree-Focka otrzymywania średniego potencjału jądrowego.

Modele kolektywne: rotacje i wibracje jąder atomowych.

5. Reakcje jądrowe

Wychwyt nukleonów.

Reakcje poprzez jądro złożone.

Reakcje bezpośrednie. Model optyczny.

Zderzenia ciężkich jonów przy wysokich energiach: produkcja cząstek.

Powstawanie pierwiastków w przyrodzie: powstawnie lekkich pierwiastków, wybuch

supernowej, proces r.

1. B. Nerlo-Pomorska, K.Pomorski, Wybrane działy teorii jądra atomu.

2. G.E. Brown, Unified Theory of Nuclear Models and Forces (North Holland

Publ. Co., Amsterdam, 1967) – istnieje polski przekład.

3. T. Mayer-Kuckuk, Fizyka jądrowa

4. E.Leader, E.Predazzi, Wstęp do teorii oddziaływań kwarków i leptonów.

5. D.H. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii

Metody oceny:

Ocenie podczas egzaminu podlega stopień przyswojenia i zrozumienia materiału

wyłożonego na wykładzie.

Uwaga dot. sytuacji epidemicznej: egzaminy będą odbywać się w trybie stacjonarnym.