PMP20E: Fizika elementarnih čestica I (227862)

 6 
ECTS
45 P + 15 A
25% primjene e-učenja
Odjel za fiziku (Sceduly)
Nositelji: Marko Kovač
Suradnici:
Ciljevi predmeta
Stjecanje osnovnih znanja i kompetencija iz fizike elementarnih čestica.
Predmet objedinjuje znanja stečena u predmetima kvantne mehanike i klasične elektrodinamike u relativističko-kvantni opis međudjelovanja elementarnih čestica.
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta
Stečeni ishodi učenja predmeta Klasična elektrodinamika i Kvantna fizika
Očekivani ishodi učenja
Nakon usvajanja gradiva od studenta se očekuje da zna:
- klasificirati temeljne čestice i sile u prirodi te navesti mase i vremena života čestica karakteričnih za pojedine interakcije;
- heuristički izvod Schrödingerove i Klein-Gordonove jednadžbe te pridružene jednadžbe kontinuiteta;
- izvesti Diracovu jednadžbu linearizacijom Klein-Gordonove jednadžbe;
- riješiti Diracovu jednadžbu za slobodnu česticu i demonstrirati poznavanje osnovnih svojstava Diracovih spinora;
- navesti sačuvane veličine pridružene zasebnim kontinuiranim prostornovremenskim simetrijama - Noetherin teorem;
- osnove Feynmanovog računa i primjenu na ABC teoriju;
- osnovne koncepte kvantne elektrodinamike i kromodinamike;
- osnovne koncepte slabih međudjelovanja i elektro-slabog ujedinjenja;
- objasniti baždarne teorije i Higgsov mehanizam;
- osnove fizika van Standardnog modela.
Sadržaj predmeta
1. Uvod u fiziku čestica: kako proizvodimo i kako detektiramo čestice, povijesni razvoj fizike elementarnih čestica, Heavyside-Lorentzov sustav jedinica.
2. Dinamika elementarnih čestica: fundamentalne sile, kvantna elektrodinamika (QED), kvantna kromodinamika (QCD), slaba međudjelovanja, zakoni sačuvanja.
3. Relativistička kinematika: Lorentzove transformacije, sudari, sustav centra mase i laboratorijski sustav.
4. Eksperimentalne metode: akceleratori, međudjelovanje čestica i materije, detektori čestica, otkriće Higgsovog bozona.
5. Simetrije: translacije, rotacije, parnost, konjugacija naboja i inverzija vremena.
6. Feynmanov račun: raspadi i raspršenja, zlatno pravilo za raspade i raspršenja, ABC teorija.
7. Osnove kvantne elektrodinamike.
8. Osnove kvantne kromodinamike.
9. Osnove slabih međudjelovanja.
10. Elektro-slabo ujedinjenje.
11. Baždarne teorije i Higgsov mehanizam.
12. Fizika van Standardnog modela.
Vrste izvođenja nastave
- Predavanja
- Vježbe
- Samostalni zadaci
- Multimedija
Obveze studenata
Pohađati barem 70% predavanja i 70% vježbi. Rješavati domaće zadaće
Praćenje rada studenata (ECTS)
- Pohađanje nastave (2)
- Kolokviji (1)
- Usmeni ispit (2)
- Pismeni ispit (1)
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata
Položiti dva kolokvija koja se sastoje od zadataka i pitanja iz teorije s uspjehom
barem 50% iz svakog kolokvija ili položiti završni ispit s uspjehom barem 50%
Obvezna literatura
Griffiths, David. Introduction to elementary particles 2nd Edition, 2008
Halzen, Francis, and Alan D. Martin. Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics, Wiley, 2010.
Martin, B. R., & Shaw, G. (2017). Particle physics. Chichester, West Sussex, United Kingdom: John Wiley & Sons, Ltd.
Izborna literatura
Slideovi i bilješke s predavanja
Načini praćenja kvalitete
Statistika ispitnih rezultata i studentska evaluacija putem anonimne ankete na kraju izvedbe predmeta. Anketa se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu.
Izvedba
Sveučilišni diplomski studij
 •  Fizika; smjer: Nastavnički (izborni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Astrofizika i fizika elementarnih čestica (obvezni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Računarska fizika (obvezni 2. sem.)
 •  Matematika i fizika; smjer: nastavnički (izborni 4. sem.)
 
Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.