Studijní plány a sylaby FJFI ČVUT v Praze

-

Aktualizace dat: 15.10.2017

english

Navazující magisterské studiumExperimentální jaderná a částicová fyzika
1. ročník
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.

Povinné předměty

Kvantová teorie pole 1, 202QFT12 Adam, Tolar 4+2 z,zk 3+1 z,zk 7 5
Předmět:Kvantová teorie pole 102QFT1prom. fyz. Adam Jiří CSc. / prof. Ing. Tolar Jiří DrSc.----
Anotace:Relativistická kvantová mechanika pro částice se spinem 0, 1/2 a 1. Poruchové řešení pro jednočásticové rovnice ve vnějším poli. Feynmanova pravidla, výpočet pozorovatelných ve stromovém přiblížení.
Osnova:1. Nekonečně mnoho stupňů volnosti: jednorozměrná struna Spojitá limita, Lagrangeův a Hamiltonův formalismus.
2. Klein-Gordonova rovnice: volná řešení, skalární součin. Řešení se zápornou energií, rozptyl na bariéře.
3. Elektromagnetická interakce v KG rovnici, Vázané stavy v Coulombickém potenciálu.
4. Greenova funkce pro KG rovnici, poruchová řada. Retardovaný a Feynmanů propagátor, antičástice
5. Feynmanovy diagramy a Feynmanova pravidla, Interakce a vertex faktory
6. Částice se spinem 1 (hmotné i nehmotné), Procova rovnice, propagátor, polarizační vektory
7. Izospinový formalismus.
Příklady (e.m. rozptyl nabitých skalárů)
8. Diracova rovnice: dimenze, algebra gama-matic, volná řešení, pravděpodobnostní interpretace,
9. Diracova rovnice v e.m. poli a Pauliho limita, Kovariantní tvar Diracovy rovnice,
Vlastnosti u a v spinorů
10. Transformační vlastnosti Diracovy rovnice, bilineární formy. Diracova rovnice s centrálním potenciálem (Coulombův problém, bag model). Nerelativistická limita: Foldy-Wouthuysenova transformace
11. Propagátor Diracovy rovnice, poruchová řada. Výpočet pozorovatelných - stopy gamma-matic.
12. Příklady (QED procesy ve stromovém přiblížení).
Osnova cvičení:1. Jednorozměrná struna a Klein-Gordonova rovnice: volná řešení.
2. Elektromagnetická interakce v KG rovnici, Greenova funkce, Retardovaný a Feynmanů propagátor, antičástice
3. Feynmanovy diagramy a Feynmanova pravidla, Interakce a vertex faktory
4. Rozptyl nabitých skalárů, Diracova rovnice: dimenze, algebra gama-matic, volná řešení, pravděpodobnostní interpretace,
5. Transformační vlastnosti Diracovy rovnice, bilineární formy. Diracova rovnice s centrálním potenciálem (Coulombův problém,
bag model)
6. Příklady (QED procesy ve stromovém přiblížení).
Cíle:Znalosti:
Jednočásticové relativistické rovnice, popis částic s různými spiny, poruchové řešení rovnic s interakcí, Feynmanovy pravidla a diagramy

Schopnosti:
Poruchový výpočet (ve stromovém přiblížení ) amplitud a pozorovatelných
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a předmětu 02KVA2B - Kvantová mechanika 2
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] J.D. Bjorken, S.D. Drell: Relativistic Quantum Mechanics, McGraw-Hill, 1998
[2] F. Gross: Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory, Wiley-VCH, 1999; Kapitoly 1-6

Doporučená literatura:
[3] J. Formánek: Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole, Karolinum, 2000
[4] D.J. Griffiths: Introduction to Elementary Particles, John Wiley and sons, 1987

Předmět:Kvantová teorie pole 202QFT2prom. fyz. Adam Jiří CSc. / prof. Ing. Tolar Jiří DrSc.----
Anotace:Symetrie a kalibrační pole, spontánní narušení symetrie, kvantování relativistických polí, redukční formule pro S-matici, poruchová řada, Wickův teorém, radiační korekce, renormalizace.
Osnova:1. Lagrangeův formalismus pro klasická pole, symetrie a teorém Noetherové. Časoprostorové symetrie.
2. Kalibrační symetrie, neabelovské transformace, Young-Millsova pole
3. Axiální transformace, sigma model. Spontánní narušení symetrie, Wignerova a Goldstoneova realizace. Explicitní narušení symetrie.
4. Volné skalární pole, kanonické komutační relace. Kreační a anihilační operátory, Hamiltonian, operátory hybnosti a náboje.
Normální uspořádání, Fockův prostor.
Časově uspořádaný součin, Feynmanův propagátor, mikrokauzalita.
5. Lokalizované stavy, lokální hustoty energie, vakuové fluktuace
6. Kvantování volného Dirakova pole.
Vektorová pole.
7. Interagující pole, (anti)komutační relace. Lehmannův spektrální rozklad, Young-Baxterovy rovnice. LSZ redukční formule.
8. Poruchová řada, Wickův teorém, Feynmanova pravidla.
9. Výpočet amplitud pro několik procesů ve stromovém přiblížení
10. Diagramy se smyčkou: vlastní energie, polarizace vakua
11. Renormalizace - obecné principy
12. Renormalizace kvantové elektrodynamiky v jedné smyčce.
Osnova cvičení:1. Kalibrační symetrie, neabelovské transformace, Young-Millsova pole
2. Axiální transformace, sigma model. Explicitní narušení symetrie.
3. Kreační a anihilační operátory, Hamiltonian, operátory hybnosti a náboje, Normální uspořádání, Fockův prostor. Časově uspořádaný součin.
4. Lokalizované stavy, lokální hustoty energie, vakuové fluktuace
5. Interagující pole, (anti)komutační relace. Poruchová řada, Wickův teorém, Feynmanova pravidla.
6. Výpočet amplitud pro několik procesů ve stromovém přiblížení, diagramy se smyčkou: vlastní energie, polarizace vakua
Cíle:Znalosti:
Symetrie a její narušení, kvantování polí, interagující pole a S-matice, poruchová řada, renormalizace

Schopnosti:
Aktivni znalost kvantové teorie pole na úrovni renormalizace kvantové elektrodynamiky v jedné smyčce
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky, kvantové mechaniky a předmětu Kvantová teorie pole 1
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] F. Gross: Relativistic Quantum Mechanics and Field Theory, Wiley-VCH, 1999; Kapitoly 7-11
[2] J.D. Bjorken, S.D. Drell: Relativistic Quantum Fields, Mcgraw-Hill, 1965; Kapitoly 11-17
[3] W. Greiner, J. Reinhardt: Field Quantization, Springer, 2008; kapitoly 4,5, 8 a 9

Doporučená literatura:
[4] M.E. Peskin, D.V. Schroeder: An Introduction To Quantum Field Theory, Westview Press, 1995
[5] D.J. Griffiths: Introduction to Elementary Particles, John Wiley and sons, 1987

Experimentální metody jaderné fyziky02EMJF Vrba V. 2+0 zk - - 3 -
Předmět:Experimentální metody jaderné fyziky02EMJFprom. fyz. Vrba Václav CSc.2+0 ZK-3-
Anotace:V přednášce se probírají základní fyzikální procesy, metody a zařízení využívané v experimentální jaderné fyzice a v některých praktických aplikacích.
Osnova:1. Úvod; kinematika částic, ionizační ztráty
2. Mnohonásobný rozptyl, radiační délka
3. Fotoefekt, Comptonův rozptyl, gama-konverse
4. Jaderné emulze, mlžné a bublinové komory, ionizační komory
5. Ionizační komory cylindrické, Geigerovy detektory, streamerové detektory
6. Polovodičové detektory
7. Čerenkovovy detektory, přechodové záření
8. Scintilační detektory, fotonásobiče
9. alfa, beta, gama a neutronové zářiče, kosmické záření
10. Urychlovače částic, jaderné reaktory
11. Simulace aparatury
12. Zpracování dat
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Mechanismy detekce a konstrukce moderních detektorů pro částicovou fyziku

Schopnosti:
Orientace v používaných konceptech moderních detekčních systémů
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kurzu fyziky, detektorů a fyzikálního praktika.
Rozsah práce:
Kličová slova:Principy detekce částic, instrumentace experimentu, zdroje částic, urychlovače částic, simulace aparatury, zpracování experimentálních dat
Literatura:Povinná literatura:
[1] R.W.Leo: Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag 1897

Doporučená literatura:
[2] D. Green: The Physics of Particle Detectors, Cambridge University Press, 2000

Experimentální metody subjaderné fyziky02EMSF Adamová, Petráček - - 2+0 zk - 2
Předmět:Experimentální metody subjaderné fyziky02EMSFRNDr. Adamová Dagmar CSc. / doc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.-2+0 ZK-2
Anotace:Přednáška dává popis metod, detektorů a zařízení používaných v experimentech v subjaderné fyzice.
Osnova:1. Úvod
2. Přehled urychlovacích komplexů
3. Dráhové detektory plynné
4. Dráhové detektory na pevné fázi
5. Detektory Čerenkovova záření
6. Detektory přechodového záření
7. Kalorimetrie
8. Elektromagnetické kalorimetry
9. Hadronové kalorimetry
10. Přehled základních meření v experimentu
11. Vybrané aparatury na pevných terčích
12. Přehled současných aparatur na srážečích částic
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Detektory částic a měření vlastností částic, systémy detektorů

Schopnosti:
Orientace v systémech detektorů a konstrukci detektorů pro vysokoenergetickou částicovou fyziku
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky, detektorů a fyzikálního praktika
Rozsah práce:
Kličová slova:Urychlovače, dráhové detektory, detektory Čerenkovova a přechodového záření, kalorimetry, aparatury pro pevný terč, aparatury pro srážeče částic, základní experimenty subjaderné fyziky.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Glenn F. Knoll:Radiation detection and measurements, John Wiley and Sons, 1999

Doporučená literatura:
[2] W.R.Leo, Techniques for nuclear and particle physics experiment, Springer-Verlag 1987

Projektové praktikum 1, 202PPRA12 Čepila 0+2 z 0+4 kz 2 4
Předmět:Projektové praktikum 102PPRA1Ing. Čepila Jan Ph.D. / RNDr. Chaloupka Petr Ph.D.0+2 Z-2-
Anotace:Projektové praktikum je dvousemestrální předmět, který představuje poslední stupeň praktické výchovy studentů experimentální jaderné fyziky a který navazuje na technické předměty vyučované katedrou fyziky v nižších ročnících. Praktikum probíhá formou práce na společném projektu, jehož téma je vybráno tak, aby doplnilo znalosti z experimentální jaderné fyziky. Studenti vytvoří pracovní skupiny, z nichž každá řeší konkrétní dílčí úkol tohoto projektu. Následně se ho pokusí společně navrhnout, sestavit, naměřit a zpracovat do podoby vědeckého výstupu.

V prvním semestru se studenti formou rešerše seznámí s daným experimentem, provedou jeho teoretický rozbor, realizují potřebné simulace a navrhnou konkrétní parametry experimentu. Výsledkem je pak dokument shrnující návrh aparatury.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Výběr a seznámení s experimentem
2. Rešerše
3. Teoretický popis
4. Simulace a návrh řešení
5. Diskuse parametrů
6. Vypracování Conceptual Design Report
7. Prezentace konceptu na Výjezdním semináři experimentální jaderné fyziky
Cíle:Znalosti:
Návrh a simulace experimentu, příprava koncepce experimentu.

Schopnosti:
Samostatná práce na projektu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky, detektorů a interakce ionizujícího záření
Rozsah práce:Předmět je dán skupinovou prací na návrhu a sestavení vybraného experimentu. Součástí uzavření předmětu je odevzdání Conceptual Design Reportu daného experimentu, který je sestaven z příspěvku jednotlivých studentů.
Kličová slova:Experiment, Částicová fyzika, Jaderná fyzika, Detektory, Urychlovače
Literatura:Povinná literatura:
[1] W.R.Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics experiments, Springer, 1994
[2] G.F.Knoll, Radiation detection and measurement, Wiley, 2000
[3] J.H.Moore et al., Building Scientific Apparatus, Cambridge, 2009

Doporučená literatura:
[4] E.J.N.Wilson, An introduction to particle accelerators, Oxford University Press, 2001
[5] W.Greiner, D.N.Poenaru, Experimental techniques in Nuclear Physics, Walter de Gruyter, 1997
[6] J. S. Lilley, Nuclear physics-Principles and applications, Wiley, 2001

Studijní pomůcky:
laboratoř experimentální jaderné fyziky

Předmět:Projektové praktikum 202PPRA2Ing. Čepila Jan Ph.D.-0+4 KZ-4
Anotace:Projektové praktikum je dvousemestrální předmět, který představuje poslední stupeň praktické výchovy studentů experimentální jaderné fyziky a který navazuje na technické předměty vyučované katedrou fyziky v nižších ročnících. Praktikum probíhá formou práce na společném projektu, jehož téma je vybráno tak, aby doplnilo znalosti z experimentální jaderné fyziky. Studenti vytvoří pracovní skupiny, z nichž každá řeší konkrétní dílčí úkol tohoto projektu. Následně se ho pokusí společně navrhnout, sestavit, naměřit a zpracovat do podoby vědeckého výstupu.

V druhém semestru studenti sestaví aparaturu podle připraveného návrhu, naměří požadovaná data a následně je zpracují. Výsledkem je pak dokument shrnující finální podobu experimentu, zpracovaná data a diskusi výsledků.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Dokončení simulací
2. Sestavení experimentu
3. Naměření výsledků
4. Zpracování dat
5. Diskuse výsledků
6. Vypracování Technical design report
Cíle:Znalosti:
Návrh a simulace experimentu, příprava koncepce experimentu.

Schopnosti:
Samostatná práce na projektu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky, detektorů a interakce ionizujícího záření

Rozsah práce:Předmět je dán skupinovou prací na návrhu a sestavení vybraného experimentu. Součástí uzavření předmětu je odevzdání Technical Design Reportu daného experimentu, který je sestaven z příspěvku jednotlivých studentů.
Kličová slova:Experiment, Částicová fyzika, Jaderná fyzika, Detektory, Urychlovače
Literatura:Povinná literatura:
[1] W.R.Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics experiments, Springer, 1994
[2] G.F.Knoll, Radiation detection and measurement, Wiley, 2000
[3] J.H.Moore et al., Building Scientific Apparatus, Cambridge, 2009

Doporučená literatura:
[4] E.J.N.Wilson, An introduction to particle accelerators, Oxford University Press, 2001
[5] W.Greiner, D.N.Poenaru, Experimental techniques in Nuclear Physics, Walter de Gruyter, 1997
[6] J. S. Lilley, Nuclear physics-Principles and applications, Wiley, 2001

Studijní pomůcky:
laboratoř experimentální jaderné fyziky

Fyzika atomového jádra02FAJ Adam, Petráček, Veselý - - 4+0 zk - 4
Předmět:Fyzika atomového jádra02FAJprom. fyz. Adam Jiří CSc. / doc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.-4+0 ZK-4
Anotace:Nukleon-nukleon(NN) interakce, málonukleonové systémy, G matice, atomové jádro a jeho vlastnosti, jaderné modely (jednočásticové a kolektivní stupně volnosti, aproximace Hartree-Focka, metoda TDA, metoda RPA, párování, kvazičástice, jaderné deformace), elektromagnetické a slabé procesy v jádře, jaderné reakce (kinematika a mechanismy jaderných reakcí)
Osnova:1. Fenomenologie NN interakce
2. Mikroskopické modely NN interakce
3. Jaderná materie
4. Vlastnosti stabilních jader, modely
5. Aproximace Hartree-Focka,metoda TDA,metoda RPA
6. Párování,BCS model
7. Kolektivní stupně volnosti, jaderné deformace, Nilssonův-Mottelsonův model
8. Elektromagnetické a slabé procesy v jádře
9. Multipólový rozvoj, elektromagnetické přechody, beta přechody
10. Kinematika a mechanismus jaderných reakcí
11. Přímé reakce,resonance
12. DWBA, formalismus vázaných kanálů, složené jádro
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Současný stav popisu nukleon-nukleonové interakce, vlastnosti atomových jader,jaderné modely

Schopnosti:
Osvojit si různé teoretické metody pro popis silně interagujících částic od malonukleonových systémů až po těžká jádra
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky, kvantové mechaniky a subjaderné fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Nukleon-nukleonová interakce, jaderné modely, jaderné procesy
Literatura:Povinná literatura:
[1] M.A. Preston, R.K. Bhaduri: Structure of the Nucleus, Addison-Wesley Publ., Reading, Massachusetts, 1975
[2] R. Machleidt, The Meson Theory of Nuclear Forces and Nuclear Structure, Adv. Nucl. Phys.19: 189-376, 1989

Doporučená literatura:
[3] P. Ring, P. Schuck: The Nuclear Many-Body Problem, Springer Verlag, Berlin, 1980
[4] H. Feshbach, Theoretical Nuclear Physics - Nuclear Reactions, John. Wiley and Sons, New York, 1991
[5] J.M. Eisenberg, W. Greiner, Nuclear Theory, Vol.1-3, Elsevier Science Publ. B.V., 1987

Neutronová fyzika02NF Šaroun, Vacík - - 2+2 z,zk - 4
Předmět:Neutronová fyzika02NFRNDr. Šaroun Jan CSc. / Vacík Jiří CSc.-2+2 Z,ZK-4
Anotace:Základní vlastnosti neutronu, radionuklidové zdroje, urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory, reakce indukované neutrony, štěpení, detekce neutronů,nneutronová difrakce, interakce neutronů s látkou,zpomalování a absorpce neutronů, makroskopický popis transportu neutronů, stínění neutronů, fyzikální principy jaderných energetických zařízení.
Osnova:1. radionuklidové zdroje
2. urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory
3. reakce indukované neutrony, štěpení
4. detekce neutronů
5. interakce neutronů s látkou
6. zpomalování a absorpce neutronů
7. makroskopický popis transportu neutronů
8. základní vlastnosti neutronu
9. neutronová difrakce
10. stínění neutronů a dozimetrie
11. fyzikální principy jaderných energetických zařízení
12. zkouška
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
1. radionuklidové zdroje
2. urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory
3. reakce indukované neutrony, štěpení
4. detekce neutronů
5. interakce neutronů s látkou
6. zpomalování a absorpce neutronů
7. makroskopický popis transportu neutronů
8. základní vlastnosti neutronu
9. neutronová difrakce
10. stínění neutronů a dozimetrie
11. fyzikální principy jaderných energetických zařízení
Cíle:Znalosti:
Principy neutronové fyziky, jejích metody a aplikace

Schopnosti:
Schopnost počítat zadané problémy v neutronové fyzice
Požadavky:Znalosti na úrovni předmětů subatomová fyzika, interakce záření s látkou, detektory ionizující záření.
Rozsah práce:
Kličová slova:Neutronová fyzika, zdroje záření, detektory záření, teorie transportu, urychlovače, jaderný reaktor, stínění neutronů, moderace neutronů, jaderné reakce, štěpení.
Literatura:Povinná literatura:
[1] K.-H. Beckurts, K. Wirtz, Neutron Physics, Springer, 1974
[2] K. Krane, Introductory Nuclear Physics, J. Wiley, 1988
[3] S. Cierjacks, Neutron Sources for Basic Physics Applications, Pergamon Press, 1983

Doporučená literatura:
[4] R. E. Chrien, Neutron Radiative Capture, Pergamon Press 1984
[5] G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, J. Wiley, 2000

Exkurze02EXK Petráček - - 1 týden z - 1
Předmět:Exkurze02EXKdoc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.-1týd. Z-1
Anotace:Týdenní exkurze na některém experimentálním pracovišti v ČR (ÚJF AV ČR v Řeži apod.) či v zahraničí (SÚJV DUBNA, CERN apod.).
Osnova:Týdenní exkurze na některém experimentálním pracovišti v ČR (ÚJF AV ČR v Řeži apod.) či v zahraničí (SÚJV DUBNA, CERN apod.).
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Principy fungování vědecké kolaborace

Schopnosti:
Komunikace v rámci vědecké komunity
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět spočívá v seznámení studentů s vybraným experimentálním pracovištěm pod vedením pracovníka zaměření.
Kličová slova:Exkurze
Literatura:

Výzkumný úkol 1, 202VUEF12 Petráček 0+6 z 0+8 kz 6 8
Předmět:Výzkumný úkol 102VUEF1doc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Výzkumný úkol
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Předmět:Výzkumný úkol 202VUEF2doc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Výzkumný úkol
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.

Volitelné předměty

Výjezdní seminář EJF 202EJFS2 Petráček 5 dní z - - 1 -
Předmět:Výjezdní seminář EJF202EJFS2doc. RNDr. Petráček Vojtěch CSc.5dní Z-1-
Anotace:Výjezdní studentská konference umožní studentům 3. a 4. ročníku prezentaci témat jejich bakalářských prací a ročníkových úkolů. Z přednášek pracovníků katedry zároveň získají přehled o vědecké tematice řešené na katedře fyziky a to jak v oblasti experimentální jaderné fyziky, tak i v souvisejících oblastech teoretické a matematické fyziky.
Osnova:Výjezdní studentská konference umožní studentům 3. a 4. ročníku prezentaci témat jejich bakalářských prací a ročníkových úkolů. Z přednášek pracovníků katedry zároveň získají přehled o vědecké tematice řešené na katedře fyziky a to jak v oblasti experimentální jaderné fyziky, tak i v souvisejících oblastech teoretické a matematické fyziky.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Prohloubení znalostí tematiky, kterou student studuje při přípravě prezentace, seznámení s náplní práce a tématy studovanými dalšími studenty.

Schopnosti:
Schopnost samostatné prezentace
Požadavky:Zapsaný předmět 02BPEF12 - Bakalářská práce
Rozsah práce:Předmět je dán prezentací individuální práce pod vedením školitele.
Kličová slova:Studentská konference, prezentace
Literatura:

Fyzika ultrarelativistických jaderných srážek02RFTI Contreras 2+1 z,zk - - 3 -
Předmět:Fyzika ultrarelativistických jaderných srážek02RFTIprof. Contreras Nuno Guillermo Ph.D.2+1 Z,ZK-3-
Anotace:Přednáška si klade za cíl seznámení studentů se základy fyziky srážek těžkých iontů při velmi vysokých energiích. Studenti se seznámí s mechanizmy produkce částic při srážkách proton-proton a jádro-jádro, s hydrodynamikou vzbuzené jaderné hmoty, s charakteristikami kvark-gluonové plasmy (QGP) a s modelováním QGP v diskrétní kvantová chromodynamika na mříži. Studenti získají přehled o možných signálech nesoucích informaci o QGP fázi a jejich využití při měřeních v současných a připravovaných experimentech fyziky těžkých iontů se zvláštním zřetelem na experiment ALICE budovaný na urychlovači LHC.
Osnova:1. Přehled problematiky
2. Relativistická kinematika
3. Nukleon-nukleonové srážky
4. Mechanismy produkce částic
5. Tvrdé procesy při nukleon-nukleonových srážkách
6. Kvarky, gluony a kvark-gluonové plasma
7. Jádro-jaderné srážky
8. Signatury kvark-gluonového plazmatu
9. Produkce dileptonů
10. Potlačení produkce kvarkonií, produkce těžkých kvarků
11. Produkce termálních fotonů, femtoskopie reakční oblast
12. Energetické ztráty partonů v kvark-gluonovém plazmatu, zhášení jetů
13. Přehled experimentů s těžkými ionty
Osnova cvičení:Cvičení se zaměřují na aktivní studium a prezentaci článků vztahujících se k probírané tematice.
Cíle:Znalosti:
Základní vlastnosti husté a horké jaderné hmoty, modely kvark-gluonové plazmy

Schopnosti:
Orientace v problematice srážek těžkých iontů
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a subatomové fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Kvark-gluonová plazma, srážky těžkých iontů, hydrodynamika
Literatura:Povinná literatura:
[1] Cheng-Yin Wong: Introduction to High - Energy Heavy - Ion collisions, World Scientific, Singapore, 1994
[2] E. Byckling, K. Kajantie: Particle Kinematics, John Wiley and Sons, London 1973

Doporučená literatura:
[3] E. Shuryak: The QCD vacuum, hadrons and superdense matter, World Scientific 1988

Zařízení jaderné techniky16ZJT Čechák 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Zařízení jaderné techniky16ZJTprof. Ing. Čechák Tomáš CSc.----
Anotace:Základní schéma jaderného reaktoru a jaderné elektrárny, průběh řetězové štěpné reakce, faktory ovlivňující reaktivitu, vnitřní palivový cyklus, hlavní části jaderného energetického reaktoru, nejdůležitější typy reaktorů. Lineární vysokonapěťové urychlovače, lineární vysokofrekvenční urychlovače, urychlovače na bázi cyklotronu, mikrotron, betatron, elektronové a protonové synchrotrony, zdroje elektronů a iontů pro urychlovače, terčíky.
Osnova:1.Jaderná energetika ve světě, klasifikace reaktorů používaných v JE
2.Základní schéma jaderného reaktoru, řetězová reakce
3.Neutronová bilance reaktoru
4.Faktory ovlivňující reaktivitu, palivový cyklus
5.Vyhořelé jaderné palivo
6.Monitorování polí v JE, vliv JE na životní prostředí
7.Perspektivy JE, termojaderná syntéza
8.Typy urychlovačů
9.Dynamika částic
10.Lineární urychlovače
11.Cyklotron, betatron, mikrotron
12.Elektronové a protonové synchrotrony
13.Elektronové a iontové zdroje, terčíky
14.Použití urychlovačů
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Typy a principy jaderných reaktorů, palivový cyklus, řízení jaderného reaktoru, radiační ochrana v jaderné energetice, typy urychlovačů a jejich využití.

Schopnosti:
Získání znalostí o principu a typech jaderných reaktorů a urychlovačů, s jejich použitím a s principy radiační ochrany souvisejícími s jejich provozem.
Požadavky:Znalost základů jaderné fyziky, dozimetrie a detekce ionizujícího záření.
Rozsah práce:
Kličová slova:Jaderná energetika, řetězová reakce, reaktor, vyhořelé palivo, lineární urychlovače, kruhové urychlovače
Literatura:Povinná literatura:
[1] L. Sklenka: Provozní reaktorová technika, ČVUT 2001
[2] S. Humphries: Principles of Charge Particle Acceleration, John Wiley and Sons 1999
[3] H. Wiedemann: Particle Accelerator Physics, Springer Verlag Berlin 1999

Doporučená literatura:
[4] F. Klik, J. Daliba, Jaderná energetika, ČVUT 2002

Studijní pomůcky:
Čarný, P., Program ESTE EU, uživatelská příručka programu, Trnava 2008

Grupy a reprezentace02GR Chadzitaskos 2+1 z,zk - - 3 -
Předmět:Grupy a reprezentace02GRprof. Ing. Chadzitaskos Goce CSc.2+1 Z,ZK-3-
Anotace:Přednáška bude zaměřena na úvod do teorie a fyzikálních aplikací konečných grup a jejich reprezentací.
Osnova:1. Symetrie ve fyzice a její matematická realizace.
2. Základní pojmy teorie grup a jejich popis.
3. Akce grupy na množině, konečné grupy.
4. Faktor grupy, prosté grupy.
5. Klasifikace diskrétních grup.
6. Sylowova věta, abelovské grupy.
7. Teorie reprezentací
8. Schurovo lemma, grupová algebra.
9. Reprezentace konečných grup, ireducibilita, Maschkeova věta.
10. Charaktery reprezentací, ortogonalita.
11. Tabulky charakterů.
12. Reprezentace grup v Hilbertových prostorech.
Osnova cvičení:Pologrupy, grupy, okruhy
Klasifikace grup daného řádu
Reprezentace grup
Cíle:Znalosti:
Metody klasifikace diskrétních grup a jejich reprezentace.

Schopnosti:
Určovat irreducibilní reprezentace a klasifikovat grupy vybraných řádů
Požadavky:Žádné
Rozsah práce:
Kličová slova:Symetrie, grupy, reprezentace grup, charaktery
Literatura:Povinná literatura:
[1] H.F. Jones: "Groups, Representations and Physics", 2nd Ed., IOP, Bristol 1998

Doporučená literatura:
[2] D.S. Dummit, R.M. Foote: "Abstract Algebra", John Wiley and Sons, 2004
[3] C.W. Curtis and I. Reiner: "Representation Theory of Finite Groups and Associative Algebras", John Wiley and Sons, NY 1962
[4] I.M. Isaacs: "Character Theory of Finite Groups", Dover, NY 1976

Přibližné výpočty v kvantové mechanice 1, 202NVKM12 Čepila 0+3 z 0+3 z 3 3
Předmět:Přibližné výpočty v kvantové mechanice 102NVKM1Ing. Adam Jaroslav Ph.D.0+3 Z-3-
Anotace:Úvod do kvantové mechaniky v programu Mathematica. Úvod numerických metod a základu několika programovacích jazyků. Výpočet jednoduchého systému - částice v krabici a pravoúhlé potenciálové jámy.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Základy práce v programu Mathematica
2. Základy kvantové mechaniky v programu Mathematica
3. Základy kvantové mechaniky v programu Mathematica
4. Pokročilejší prvky Kvantové mechaniky v programu Mathematica
5. Pokročilejší prvky Kvantové mechaniky v programu Mathematica
6. Úvod do jazyku C, Fortran
7. Numerická integrace, zopakování numerických metod pro řešení integrodiferenciálních rovnic
8. Variable phase method
9. Částice v krabici
10. Částice v krabici
11. Pravoúhlá potenciálová jáma
12. Pravoúhlá potenciálová jáma
Cíle:Znalosti:
Metody pro numerický výpočet základních úloh z kvantové mechaniky

Schopnosti:
Implementace výše zmíněných metod v daných programovacích jazycích
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a numerické matematiky
Rozsah práce:
Kličová slova:Mathematica, Fortran, numerické výpočty
Literatura:Povinná literatura:
[1] J. M. Feagin: Quantum Methods with Mathematica, Springer-Verlag, New York, 1994

Doporučená literatura:
[2] W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery,Numerical Recipes, Cambridge University Press, 2007

Studijní pomůcky:
počítačová učebna s linuxem a programy FORTRAN,C,Mathematica

Předmět:Přibližné výpočty v kvantové mechanice 202NVKM2Ing. Adam Jaroslav Ph.D.-0+3 Z-3
Anotace:Pokročilejší metody řešení kvantově- mechanických problémů. Řešení Lippmann-Schwingerovy rovnice pro reálný potenciál - vázané stavy i rozptylová úloha. Budou představeny nástroje pro kvantovou teorii pole.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Potenciál s Coulombickou interakci
2. Semispektrální metody pro výpočet integrodiferenciálních rovnic
3. Lippmann-Schwingerova rovnice
4. Lippmann-Schwingerova rovnice
5. Lippmann-Schwingerova rovnice
6. Relativistická kvantová mechanika, rozptyl pionu na potenciálové bariéře
7. Relativistická kvantová mechanika, rozptyl pionu na potenciálové bariéře
8. Základy výpočtu na mříži, jazyk PYTHON
9. Projekt Beowulf
10. Manipulace s gamma maticemi, program FORM
11. Knihovny z rodiny FeynArts, představení programu ROOT
12. Představení projektu
Cíle:Znalosti:
Metody pro numerický výpočet základních úloh z kvantové mechaniky

Schopnosti:
Implementace výše zmíněných metod v daných programovacích jazycích
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a numerické matematiky
Rozsah práce:
Kličová slova:Mathematica, ROOT, Fortran, numerické výpočty
Literatura:Povinná literatura:
[1] J. M. Feagin: Quantum Methods with Mathematica, Springer-Verlag, New York, 1994

Doporučená literatura:
[2] W. H. Press, S. A. Teukolsky, W. T. Vetterling, B. P. Flannery,Numerical Recipes, Cambridge University Press, 2007

Studijní pomůcky:
počítačová učebna s linuxem a programy ROOT, FORTRAN, PYTHON, FORM

Extrémní stavy hmoty02ESH Šumbera - - 2+0 z - 2
Předmět:Extrémní stavy hmoty02ESHdoc. Šumbera Michal CSc., DSc.-2+0 Z-2
Anotace:Přednáška je úvodem do problematiky stavů hmoty v extrémních podmínkách. Zabývá se širokým spektrem jevů počínaje elektromagnetickým plazmatem, pokračuje fázemi jaderné hmoty při vysokých teplotách a/nebo hustotách a končí vysoce spekulativními formami hmoty, které by mohly být zodpovědné za počáteční zrychlenou expanzi vesmíru v jeho nejrannějším stádiu vývoje (inflace) nebo za jeho současné zrychlení (temná energie). Přednáška může též posloužit jako krátký úvod do těch partií moderní kosmologie, jež mají vztah k jaderné a částicové fyzice.
Osnova:1. Přehled problematiky
2. Plazma
3. Fyzika kvark-hadronového fázového přechodu
4. Krátký úvod do moderní kosmologie
5. Expanzní zákon vesmíru
6. Jednoduché kosmologické modely
7. Horký velký třesk
8. Fázové přechody v ranném vesmíru
9. Počáteční nukloeosyntéza a původ lehkých prvků
10. Kompaktní hvězdy
11. Temná hmota, temná energie
12. Inflační vesmír
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Extrémních stavy hmoty v kontextu mikro- i makroskopickém

Schopnosti:
Orientace ve výše uvedených stavech hmoty a jejich popisu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a subatomové fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Kvark-gluonové plazma, Velký třesk, hadrony, neutronové hvězdy
Literatura:Povinná literatura:
[1] A. Liddle, An introduction to modern cosmology, Wiley, Chichester, UK, 1998

Doporučená literatura:
[2] K. Yagi, T. Hatsuda, Y. Miake: Quark-gluon plasma: From big bang to little bang, Cambridge university Press, 2005.
[3] J. Letessier, J. Rafelski, Hadrons and quark - gluon plasma, Cambridge university Press, 2002.

Rozhovory o kvark-gluonovém plazmatu 3, 402RQGP34 Bielčík, Bielčíková, Tomášik 2+0 z 2+0 z 1 1
Předmět:Rozhovory o kvark-gluonovém plazmatu 302RQGP3Mgr. Bielčík Jaroslav Ph.D.----
Anotace:Seminář se věnuje teoretickým pracím týkajícím se problematiky kvark-gluonového plazmatu.
Osnova:1. Úvod
2. Očekávané projevy kvark-gluonového plasmatu I
3. Očekávané projevy kvark-gluonového plasmatu II
4. Očekávané projevy kvark-gluonového plasmatu III
5. Hlavní vlastnosti I
6. Hlavní vlastnosti II
7. Tvrdé procesy I
8. Tvrdé procesy II
9. Těžké kvarky I
10. Těžké kvarky II
11. Otevřené problémy
12. Rekapitulace a výhled
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Studenti získají teoretický přehled v oblasti kvark-gluonového plazmatu.

Schopnosti:
Orientace v teoriích v oblasti fyziky kvark-gluonového plazmatu
Požadavky:Základní znalosti jaderné fyziky.
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] K. Yagi, T. Hatsuda, Y. Miake, Quark-Gluon Plasma, Cambridge, Cambridge UP, 2005
[2] W. Florkowski, Phenomenology of Quark-Gluon Plasma, Singapore, World Scientific, 2010

Doporučená literatura:
[3] J. Bartke, Introduction to Heavy Ion Physics, Singapore, World Scientific, 2009 .

Předmět:Rozhovory o kvark-gluonovém plazmatu 402RQGP4Mgr. Bielčík Jaroslav Ph.D.----
Anotace:Tato přednáška se zabývá aktuálními experimentálními výsledky měření vlastností horké a husté jaderné hmoty, resp. kvark-gluonového plazmatu.
Osnova:1. Úvod.
2. Měření kolektivního toku RHIC
3. Měření kolektivního toku LHC
4. Měření produkce baryonů a mezonů RHIC.
5. Měření produkce baryonů a mezonů LHC.
6. Měření korelací částic RHIC
7. Měření korelací částic LHC.
8. Měření jetů částic.
9. Měření jetů částic RHIC.
10. Měření jetů částic LHC.
11. Diskuze
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Studenti získají přehled v oblasti experimentálního studia kvark-gluonového plazmatu.

Schopnosti:
Orientace v experimentech v oblasti fyziky kvark-gluonového plazmatu
Požadavky:Základní znalosti jaderné fyziky.
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] Johann Rafelski a spol.: Quark-Gluon Plasma Theoretical Foundations An Annotated Reprint Collection. Elsevier 2003

Doporučená literatura:
[2] J. Bartke, Introduction to Heavy Ion Physics, World Scientific, Singapore, 2009


Statistické zpracování dat02SSD Rusňáková, Myška 2+2 z,zk - - 4 -
Předmět:Statistické zpracování dat02SSDIng. Rusňáková Olga Ph.D.----
Anotace:Předmět volně navazuje na základní kurz pravděpodobnosti a statistiky. Je zaměřen především na praktické aplikace statistických metod při experimentálním zpracování dat. Studenti získají znalosti o různých metodách statistického zpracování a vhodnosti jejich využití, způsobech fitování a testování hypotéz.
Osnova:1. Základní pojmy matematické statistiky I.
2. Základní pojmy matematické statistiky II.
3. Nejdůležitější statistické rozdělení pro zpracování dat z experimentů.
4. Odhad neznámých parametrů.
5. Metoda nejmenších čtverců.
6. Pás spolehlivosti, statistické vlastnosti reziduí.
7. Potlačení numerických nestabilit.
8. Iterační metody pro minimalizaci kvadratického funkcionálu.
9. Metoda maximální věrohodnosti.
10. Metody pro generování náhodných výběrů.
11. Simulace náhodných procesů metodou Monte Carlo.
12. Statistické modely a jejich testování.
13. Příklady testování hypotéz.
Osnova cvičení:1. Základní pojmy matematické statistiky I.
2. Základní pojmy matematické statistiky II.
3. Nejdůležitější statistické rozdělení pro zpracování dat z experimentů.
4. Odhad neznámých parametrů.
5. Metoda nejmenších čtverců.
6. Pás spolehlivosti, statistické vlastnosti reziduí.
7. Potlačení numerických nestabilit.
8. Iterační metody pro minimalizaci kvadratického funkcionálu.
9. Metoda maximální věrohodnosti.
10. Metody pro generování náhodných výběrů.
11. Simulace náhodných procesů metodou Monte Carlo.
12. Statistické modely a jejich testování.
13. Příklady testování hypotéz.
Cíle:Znalosti:
Metody výpočtu statistických ukazatelů, testy shody, chí kvadrát, statistické modely a testování hypotéz

Schopnosti:
Použití základních metod analýzy dat, určování statistických ukazatelů a fitování dat
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kurzu pravděpodobnosti a statistiky.
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] T. Eadie et al., Statistical Methods in Experimental Physics, Amsterdam,1971.

Doporučená literatura:
[2] G. Cowan, Statistical Data Analysis, Clarendon Press, Oxford, 1998.
[3] D.S. Silva, Data Analysis A Bayesian Tutorial, Claredon Press, Oxford, 1998

Statistické zpracování dat 202SSD2 Rusňáková, Myška - - 2+2 z,zk - 4
Předmět:Statistické zpracování dat 202SSD2Ing. Rusňáková Olga Ph.D.----
Anotace:Individuální práce studentů obsahuje implementaci a vyzkoušení vlastního programu pro analýzu nagenerovaných dat. Výsledek je ověřen u zkoušky prezentací funkčnosti programu.
Osnova:1. Gaussovský šum ? odezva detektoru.
2. Fisherova informace.
3. Testování hypotéz I.
4. Testování hypotéz II.
5. Metoda maximální entropie.
6. Goodness of fit. I.
7. Goodness of fit II.
8. Dekonvoluce I. - Bayesovský přístup
9. Dekonvoluce II. - SVD metoda
10. Metody pro generování náhodných výběrů.
11. Simulace náhodných procesů metodou Monte Carlo.
12. Neurální sítě, velká data
Osnova cvičení:1. Gaussovský šum ? odezva detektoru.
2. Fisherova informace.
3. Testování hypotéz I.
4. Testování hypotéz II.
5. Metoda maximální entropie.
6. Goodness of fit. I.
7. Goodness of fit II.
8. Dekonvoluce I. - Bayesovský přístup
9. Dekonvoluce II. - SVD metoda
10. Metody pro generování náhodných výběrů.
11. Simulace náhodných procesů metodou Monte Carlo.
12. Neurální sítě, velká data
Cíle:Znalosti: pokročilejší aplikace statistických metod při experimentálním zpracování dat a vhodnost využití jednotlivých metod, způsoby filtrování a testování hypotéz

Schopnosti: orientace v dané problematice, schopnost samostatné analýzy experimentálních dat
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kurzu pravděpodobnosti a statistiky.
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
D.S. Sivia ? Data Analysis ? A Bayesian Tutorial, Oxford, 2006.
F. James: Statistical methods in Experimental physics, World Scientific, 2006

Doporučená literatura:
G. Cowan, Statistical Data Analysis, Clarendon Press, Oxford, 1998.
T. Eadie et al., Statistical Methods in Experimental Physics, Amsterdam,1971.

Urychlovače částic02UC Doležal 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Urychlovače částic02UCDoc RNDr. Doležal Zdeněk Dr.----
Anotace:Základní metody urychlování a vedení svazků. Lineární urychlovače. Cyklické urychlovače. Vstřícné svazky.
Osnova:1. Základní třídění urychlovačů, způsob urychlování, fokusace.
2. Vedení svazků částic, emitance svazku.
3. Lineární urychlovače: elektrostatické, vysokofrekvenční: s elektrodami, s nosnou vlnou.
4. Cyklické urychlovače: betatron, cyklotron, modifikace cyklotronu (synchrocyklotron, izochronní cyklotron), mikrotron.
5. Fázová stabilita, samočinné fázování.
6. Elektronový a protonový sychrotron. Silná fokusace. Urychlovače se silnou fokusací.
7. Vstřícné svazky, cyklické a lineární urychlovače vstříčných svazků. Nové metody urychlování.
9. Iontové zdroje. Supravodivé magnety.
10. Ultravysoké vakuum.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Principy urychlování částic a konstrukce urychlovačů. Přehled současných urychlovačových komplexů

Schopnosti:
Orientace v problematice urychlování částic a řešení jednoduchých problémů v této oblasti
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kusu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] Alex Chao, HANDBOOK OF ACCELERATOR PHYSICS AND ENGINEERING, World Scientific 2009

Doporučená literatura:
[2] M. Suk, Z. Trka, I. Úlehla, Atomy, jádra, částice, ACADEMIA Praha 1990

Urychlovače částic 202UC2 Krůs - - 2+0 zk - 2
Předmět:Urychlovače částic 202UC2Ing. Krůs Miroslav Ph.D.----
Anotace:Úvod do fyziky moderních urychlovačů a urychlovačů nové generace založených na laserové a plazmové technologii.
Osnova:1. Moderní klasické urychlovače (dvousvazkové urychlovače, FFAG, ?)
2. Fotonové urychlovače (inverzní Comptonův rozptyl, ?)
3. Úvod do laserů
4. Úvod do laserových urychlovačů (Lawsonův ? Woodwardův teorém)
5. Urychlování v plynech a dielektrikách (inverzní urychlovací procesy, dielektrické vlnovody, ?)
6. Laser na volných elektronech (FEL), inverzní FEL urychlovač
7. Úvod do plazmatu
8. Urychlování plazmovou vlnou
9. Iontové laserové urychlovače (přehled jednotlivých urychlovacích schémat)
10. Plazmatická elektronová a iontová optika
11. Kompresory s strečry svazků (magnetická šikana, alfa magnety, ?)
12. Manipulace subfemtosekundových svazků

Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Studenti se seznámí s fyzikálními principy a konstrukcí laserových a plazmových urychlovačů částic.

Schopnosti:
Orientace v problematice fotonového a plazmového urychlování částic a řešení jednoduchých problémů v této oblasti.
Požadavky:Individuální práce studentů zahrnuje aktivní přístup během přednášek, v jejichž rámci studenti vypracují jednoduché úlohy k otestování pochopení probírané látky. Přednáškový cyklus bude zakončen zkouškou, která se skládá jak z písemné, tak ústní části.
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] Alex Chao, HANDBOOK OF ACCELERATOR PHYSICS AND ENGINEERING, World Scientific 2009

Doporučená literatura:
[2] M. Suk, Z. Trka, I. Úlehla, Atomy, jádra, částice, ACADEMIA Praha 1990

Materiály pro experimentální jadernou fyziku02MAT Škoda 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Materiály pro experimentální jadernou fyziku02MATIng. Škoda Libor----
Anotace:Přednáška je určena pro studenty experimentální jaderné fyziky. Podává přehled problematiky týkající se materiálů používaných v experimentální jaderné fyzice, zejména jejich konstrukčních vlastností, jejich radiačního poškození a jejich použitelnosti v experimentu.
Osnova:T1 - Specifika jaderných experimentů a požadavky na materiály používané při jejich konstrukci
- Prvky konstrukce detektoru a jejich vlastnosti z hlediska optimalniho provozu detektoru (materiály s nízkým Z, velkou radiační odolností nemagnetické, materiály pro magnetické obvody, polovodiče, plynové detektory, elektronika)
Mechanické a konstrukční aspekty:
T2 - Vlastnosti používaných materiálů s nízkým Z - uhlík, uhlíkaté kompozity, berylium, desky s plošným spojem - pevnost, opracování
T3 - Vlastnosti slitin hliníku používaných v konstrukcích detektorů
T4 - Materiály používané v kalorimetrech a absorbérech - železo, uran, olovo
- Materiály scintilační - plastikové scintilátory, anorganické scintilátory - PbWO
Radiační aspekty:
T5 - Změny konstrukčních vlastností v důsledku radiačního poškození
T6 - Polovodiče, jejich vlastnosti a radiační poškození, možnosti snížení poškození, dopady poškození
T7 - Problémy elektronických systémů - single event upset, změny obsahu paměti, burn-out
Magnetické aspekty:
T8 - Nemagnetické materiály používané při konstrukci detektorů, ovlivnění rozložení magnetického pole
T9 - Magnetické materiály pro permanentní magnety, pro magnety nechlazené a pro supravodivé magnety
T10 - Kompatibilita elektroniky s magnetickým polem
Bezpečnostní aspekty:
T11 - Toxicita - berylium, desky s plošnými spoji s halogeny
T12 - Požární rizika - nehořlavé desky s plošným spojem, hořlavé plyny a kapaliny v experimentech
- Bezpečnost podzemních experimentů
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Materiály používané v experimentální jaderné fyzice, konstrukční vlastnosti, použitelnost

Schopnosti:
Orientace v dané problematice, výběr vhodných materiálů pro konkrétní aplikace
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kurzu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Povinná literatura:
[1] M. Suk, Z. Trka, Úlehla, I.: Atomy, jádra, částice, Academia Praha 1990

Doporučená literatura:
[2] Holmes-Siedle, A.: Hanbook of radiation effects, Oxford University Press, 2002

Kosmické záření02KZ Nosek - - 2+0 zk - 2
Předmět:Kosmické záření02KZRNDr. Dr. Nosek Dalibor----
Anotace:Experimentální data o kosmickém záření, představy o jeho vzniku a jeho detekce na Zemi. Vlastnosti kosmického záření, fenomenologie, zdroje, urychlení a šíření. Gamma záření ve vesmíru. Metody detekce kosmického záření, interakce kosmického záření s atmosférou Země, rozsáhlé spršky ve vzduchu.
Osnova:

1. Energetické spektrum kosmického záření
2. Složení kosmického záření
3. Urychlení a šíření kosmického záření
4. Sekundární kosmické záření: piony a miony
5. Rozsáhlé spršky částic ve vzduchu
6. Rozvoj elektromagnetické kaskády v atmosféře Země
7. Kosmické záření o nejvyšších energiích, GZK jev
8. Detekce atmosférických spršek
9. Astronomie s Roentgenovým zářením
10. ?-Astronomie, ?-záblesky
11. Atmosférická a solární neutrina
12. Shrnutí: současné výsledky a problémy
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Možné zdroje kosmického záření, jeho šíření a interakce záření s atmosférou.

Schopnosti:
Orientace v experimentálním měření kosmického záření a zpracování dat.
Požadavky:
Znalosti na úrovni středoškolské matematiky a fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:
Povinná literatura:
[1] C.Grupen, Astroparticle Physics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2005. Chapters 6 a 7.

Doporučená literatura:
[2] D.H.Perkins, Particle Astrophysics, Oxford University Press, 2003, Chapter 6.
[3] T.K.Gaisser, Cosmic Ray and Particle Physics, Cambridge University Press, 1990.


Lieovy algebry a grupy02LIAG Šnobl - - 3+2 z,zk - 6
Předmět:Lieovy algebry a grupy02LIAGdoc. Ing. Šnobl Libor Ph.D.-3+2 Z,ZK-6
Anotace:Definice a základní vlastnosti Lieových grup a algeber. Různé typy Lieových algeber, systémy kořenů a klasifikace prostých komplexních Lieových algeber. Úvod do teorie jejich reprezentací.
Osnova:1. Lieova grupa, Lieova algebra a jejich vztah.
2. Exponenciální zobrazení.
3. Podgrupy a podalgebry, homogenní prostory.
4. Univerzální nakrytí.
5. Lieovy algebry - základní pojmy.
6. Killingova forma.
7. Věta Lieova a Engelova.
8. Cartanova kriteria.
9. Cartanova podalgebra.
10. Systémy kořenů.
11. Klasifikace prostých komplexních Lieových algeber.
12. Reprezentace prostých Lieových algeber.
Osnova cvičení:1. Grupy GL(n), SL(n), O(n), SO(n), U(n), SU(n), Sp(2n), Af(1).
2. Algebry gl(n), sl(n), o(n), so(n), u(n), su(n), sp(2n), af(1).
3. Souvislost a maximální tory SU(n), SO(n).
4. Exponenciela sl(2) do SL(2).
5. Klasifikace Lieových algeber do dimenze 3.
6. Killingova forma Lieových algeber do dimenze 3.
7. Systémy kořenů algeber A_l,B_l,C_l,D_l.
8. Tensorový součin representací.
9. Reprezentace SU(3) a jejich význam v částicové fyzice.
Cíle:Znalosti:
Základní pojmy a poznatky z teorie Lieových grup a algeber.

Schopnosti:
Aktivní použití základních pojmů teorie Lieových grup
Požadavky:Základní znalosti z 02GMF1 nebo 02DRG, tj. varieta, vektorová pole, integrální křivky apod.
Rozsah práce:
Kličová slova:Lieovy grupy, Lieovy algebry, klasifikace prostých Lieových algeber, reprezentace Lieových algeber.
Literatura:Povinná literatura:
[1] D.H. Sattinger, O.L. Weaver: Lie Groups and Algebras, Springer Verlag 1986.
[2] K. Erdmann, M.J. Wildon: Introduction to Lie Algebras, Springer Verlag 2006.

Doporučená literatura:
[3] H. Samelson: Notes on Lie algebras, Springer Verlag 1990.
[4] R. Gilmore: Lie groups, Physics and Geometry, CUP 2008.
[5] R. Penrose: The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe, Vintage 2007.

Programovatelná logická pole17PLP Kropík - - 2+0 zk - 2
Předmět:Programovatelná logická pole17PLPdoc. Ing. Kropík Martin CSc.-2 ZK-2
Anotace:Přednáška podává v úvodu informace o číslicových obvodech, reprezentaci dat v číslicových systémech, kombinační a sekvenční logice, Booleovské algebře, struktuře obvodů SPLD, CPLD a FPGA. Dále se věnuje programovacím jazykům HDL a VHDL, a vývojovému prostředí ISP Expert Lattice Semiconductors pro programování a testování obvodů SPLD a CPLD. Přednáška je ukončena samostatným studentským návrhem obvodu CPLD
Osnova:1. Booleovská algebra a reprezentace dat v číslicových systémech.
2. Číslicové obvody, kombinační a sekvenční logika, asynchronní a synchronní řešení sekvenčních obvodů. Řady číslicových obvodů 74XXX.
3. Praktické cvičení s číslicovými obvody.
4. Obvody SPLD (simple programmable logical device), různé typy, vlastnosti a vnitřní struktura.
5. Programovací jazyk HDL 1, základní struktura, syntaxe, klíčová slova, jednoduchý příklad.
6. Jazyk HDL 2, operátory, popisy logických funkcí pomocí booleovských rovnic, pravdivostních tabulek a stavového automatu, testování návrhů obvodů.
7. Jazyk HDL 3, příklady návrhu obvodů pro SPLD s demonstracemi.
8. Obvody CPLD (complex programmable logical device) a FPGA (field-programmable gate array), různé typy, vlastnosti a vnitřní struktura, porovnání s obvody SPLD.
9. Jazyk HDL 4, vlastnosti jazyka pro použití s obvody CPLD, hierarchická struktura návrhů.
10. Jazyk VHDL 1, základní vlastnosti, syntaxe, klíčová slova, různé způsoby popisu logických funkcí, porovnání s jazykem HDL.
11. Jazyk VHDL 2, hierarchická struktura návrhu, testování návrhů obvodů, demonstrace příkladů návrhů ve VHDL.
12. - 13. Práce na samostatném návrhu CPLD obvodu.
Osnova cvičení:Praktické cvičení s číslicovými obvody, práce na samostatném návrhu CPLD obvodu.

Cíle:Znalosti:
Znalost číslicové techniky, programovatelných obvodů SPLD, CPLD a FPGA, znalost návrhu obvodů v jazycích HDL a VHDL.

Schopnosti:
Orientace v problematice programovatelné logiky, schopnost prakticky navrhnout a ověřit funkci obvodů.
Požadavky:-
Rozsah práce:Práce na samostatném návrhu programovatelného logického pole, jeho ověření při zkoušce.
Kličová slova:Číslicové obvody, programovatelné logické obvody, HDL, VHDL, testování.
Literatura:Povinná literatura:
1. ABEL-HDL Reference Manual, Lattice Semiconductor, 2003.
2. D. Perry: VHDL, McGraw Hill, 1998.
3. Getting Started with LabVIEW, National Instruments, 2009.

Doporučená literatura:
4. SPLD, CPLD a FPGA Manuals, webové stránky firem Lattice Semiconductor a Altera.

Studijní pomůcky:
Elektronická laboratoř KJR, programovací jazyky HDL a VHDL.

Jaderná astrofyzika02JAS Nosek 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Jaderná astrofyzika02JASRNDr. Dr. Nosek Dalibor2+0 ZK-2-
Anotace:Jaderné procesy ve vesmíru a ve hvězdách, reliktní záření, syntéza atomových jader a neutrina jako zdroj informací o těchto procesech. Experimentální data o kosmickém záření, představy o jeho vzniku a jeho detekce na Zemi.
Osnova:1. Základní představa o vývoji Vesmíru. Termodynamika mladého Vesmíru - éra záření a hmoty. Reliktní záření. Primární syntéza jader. Tvoření těžkých prvků.
2. Jaderné procesy ve hvězdách. Termodynamika samogravitujících objektů. Jaderná syntéza ve Slunci. Sluneční neutrina. Výbuch supernovy, vznik a vývoj neutronové hvězdy. Neutrina ze supernovy.
3. Kosmické záření. Fenomenologie. Zdroje, urychlení a šíření. Detekce. Interakce s atmosférou, spršky ve vzduchu a detektory.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Typy jaderných procesů ve vesmíru, kosmické záření.

Schopnosti:
Schopnost orientace v problematice jaderných procesů ve vesmíru
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Astrofyzika, syntéza jader, kosmické záření
Literatura:Povinná literatura:
[1] G.Börner, The Early Universe, Springer-Verlag, 1988
[2] H.V.Klapdor-Kleingrothaus, K Zuber, Particle Astrophysics, IOP, 1997

Doporučená literatura:
[3] T.K.Gaisser, Cosmic Ray and Particle Physics, Cambridge University Press, 1990

Dráhový integrál02DRI Jizba 2+1 z,zk - - 3 -
Předmět:Dráhový integrál02DRIIng. Jizba Petr Ph.D.2+1 Z,ZK-3-
Anotace:Přednáška si klade za cíl seznámit posluchače s technickou a aplikační stránkou Feynmanova dráhového integrálu. Pokrýt by se měly následující oblasti: evoluční kernel, Trotterova součinová formule a dráhový integrál v konfiguračním prostoru, základní vlastnosti dráhových integrálů a jednoduchá řešení (volná častice, harmonický oscilátor, jev Bohma-Aharonova), semiklasická časová amplituda přechodu (WKB aproximace) a její použití na anharmonický oscilátor, variační poruchová teorie a její aplikace na "double well" potenciál, Greenovy funkce a Feynman-Kacova formule, dráhové integrály ve fázovém prostoru, holonomní representace a Klauderův dráhový integrál, Wickova rotace a Euklidovské dráhové integrály, jednoduché aplikace ve statistické fyzice.
Osnova:1. Úvod a motivace, evoluční kernel, Lie-Trotterova součinová formule, dráhový integrál v konfiguračním prostoru
2. Kernel pro volnou částici a harmonický oscilátor. Semiklasická aproximace, WKB metoda a výpočet fluktuačního faktoru
3. Poruchové metody: variační poruchová metoda a anharmonický oscilátor, delta rozvoj, poruchové metody pro Greenovy funkce
4. Dráhové integrály ve fázovém prostoru a Klauderův dráhový integrál, Wickova rotace a Euklidovské dráhové integrály, jednoduché aplikace ve statistické fyzice a fyzice instantonů
Osnova cvičení:Metody výpočtu dráhového integrálu a jejich aplikace v různých případech.
Cíle:Znalosti:
Kvantování systémů metodou dráhového integrálu, konstrukce Greenových funkcí a kvantová mechanika

Schopnosti:
Orientace v metodách řešení kvantových systémů pomocí dráhového integrálu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky a kvantové mechaniky
Rozsah práce:
Kličová slova:Dráhový integrál, Greenovy funkce, propagátor
Literatura:Povinná literatura:
[1] L. S.Schulman, Techniques and Applications of Path Integrals, (Dover, London, 2005)
[2] H. Kleinert, Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics and Financial markets, (World Scientific, Singapore, 2009)

Doporučená literatura:
[3] R.P. Feynman and A.R. Hibbs, Quantum Mechanics and Path Integrals, (McGraw-Hill, New York, 1965)

Metoda Monte Carlo18MMC Virius 2+2 z - - 4 -
Předmět:Metoda Monte Carlo18MMC2+2 Z-4-
Anotace:Předmět seznamuje studenty s výpočetní metodou Monte Carlo a s jejími aplikacemi ve vybraných oborech.
Osnova:1. Předpoklady k použití metody Monte Carlo (MC)
2. Přesnost metody MC
3. Transformace rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny na náhodnou veličinu se zadaným rozdělením
4. Generování rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny
5. Výpočet integrálu metodou MC
6. Řešení soustavy lineárních algebraických rovnic metodou MC
7. Řešení integrálních rovnic metodou MC
8. Řešení některých úloh pro diferenciální rovnice metodou MC
9. Řešení úloh o transportu záření metodou MC
10. Řešení problémů z teorie hromadné obsluhy metodou MC
Osnova cvičení:1. Předpoklady k použití metody Monte Carlo (MC)
2. Přesnost metody MC
3. Transformace rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny na náhodnou veličinu se zadaným rozdělením
4. Generování rovnoměrně rozdělené náhodné veličiny
5. Výpočet integrálu metodou MC
6. Řešení soustavy lineárních algebraických rovnic metodou MC
7. Řešení integrálních rovnic metodou MC
8. Řešení některých úloh pro diferenciální rovnice metodou MC
9. Řešení úloh o transportu záření metodou MC
10. Řešení problémů z teorie hromadné obsluhy metodou MC
Cíle:Znalosti:
Princip metody Monte Carlo, aplikace ve vybraných oborech.

Schopnosti:
Aplikovat metodu Monte Carlo na řešení matematických a fyzikálních problémů
Požadavky:Znalost základů teorie pravděpodobnosti.
Rozsah práce:Individuální práce studentů představují implementaci metody Monte Carlo pro řešení zvoleného problému. Podmínkou zápočtu je úspěšná prezentace fungujícího programu včetně odhadu nepřesnosti výsledků.
Kličová slova:Metoda Monte Carlo, rozdělení pravděpodobnosti, transformace náhodné veličiny, chyba, generátor pseudonáhodných čísel, určitý integrál, soustava lineárních algebraických rovnic, Markovův řetězec, integrální rovnice, parciální diferenciální rovnice, teorie hromadné obsluhy, transport záření, simulované žíhání.
Literatura:Povinná literatura:
[1] Virius, M.: Metoda Monte Carlo. Praha, Vydavatelství ČVUT 2010. ISBN 978-80-01-04595-4.

Doporučená literatura:
[2] Kalos, M. H., Whitlock, Paula A.: Monte Carlo Methods. Second edition. Wiley & Blackwell 2008. ISBN 978-3-527-40760-6.