Jak se dělajíčástice Jiří Kvita, MFF UK

Save this PDF as:

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Jak se dělajíčástice Jiří Kvita, MFF UK"

Transkript

1 Jak se dělajíčástice Jiří Kvita, MFF UK

2 Fyzika vysokých energií Z experimentálního pohledu O čem budu povídat? Co chceme (a můžeme) pozorovat v mikrosvětě. Částice a síly v mikrosvětě. Jak částice vznikají a jak se pozorují detektory. Jak se částice vyrábějí a zkoumají urychlovače. Příklady a obrázky. Osobní zkušenost

3 Fyzika vysokých energií aneb Fyzika částicová Proč potřebujeme ke studiu částic vysoké energie? Jaké experimentální zařízení je třeba postavit? Jak se ovlivňuje teorie a experiment? Jaká je komunita lidí částicové fyziky? Co všichni ti lidé dělají? Jaké jsou aplikace?

4 Fyzika vysokých energií aneb Fyzika částicová Studium malých objektů si paradoxně vyžaduje značně velké aparatury a prostředky. Paralela mezi mikrokosmem a kosmologií: vysoké energie a hustoty hmoty které připravujeme v současných experimentech jsou podobné těm, které existovaly těsně po Velkém třesku. Většina principů je však jednoduchých a vysvětlitelných, nejsou to žádné zázraky :-) Spousta hezkých myšlenek pochází z jiných odvětví fyziky, která se tak vskutku demonstruje jako univerzální věda. Kritické myšlení, touha po poznání a pravdě je společná všem vědním disciplínám

5 Síly (interakce) v přírodě Gravitační makroskopická tělesa, Vesmír. Elektromagnetická stavba atomu, chemie, život. Slabá radioaktivita, procesy hoření ve Slunci. Silná stavba atomového jádra, interakce mezi nukleony, hlouběji mezi kvarky

6 Síly (interakce) v přírodě Síly působí mezi částicemi: zprostředkovávají jejich vzájemné působení. Díky silám také mohou vznikat stabilní vázané systémy, které síly drží pohromadě: Sluneční soustava, galaxie (gravitace). Atom (jádro a elektronu, elektromagnetická interakce). Atomové jádro (vázaný systém nukleonů, silná síla) Nukleon (vázaný systém kvarků a gluonů, silná síla). Síly ale také způsobují rozpady částic: radioaktivita (slabá interakce)

7 Částice Pod pojmem elementárníčástice rozumíme objekty bez vnitřní struktury, tj. takové, které se v experimentu jeví jako bodové a zatím nevíme, že by se skládaly z dalších: například elektron, foton, neutrino Částicové ZOO je plnéčástic složených: např. proton a neutron jsou tvořeny kvarky. Částice se mohou chovat jako kuličky, ale i jako vlny: umějí interferovat, ale také třeba z obalu atomu vyrazit elektron či způsobit zčernání zrna na fotopapíře. Mikrosvět je popsatelný kvantovou mechanikou, která s úspěchem předpovídá běžnému životu podivuhodné věci: elektron v atomu může mít jen určité hodnoty energie, nelze přesně současně říci, kde elektron je a jakou má hybnost (Heisenbergovy relace neurčitosti)

8 Jak částice vypadají? Snímek z bublinové komory: v přehřáté kapalině dochází lokálně k varu podél prolétávajících částic (ionizace). Dráhy zakřiveny v magnetickém poli

9 Bublinová komora Takto by to ale dále dlouho nešlo (ruční prohlížení fotografií)

10 Spršky mnoha částic Srážky těžkých iontů spousta částic. Messy heavy ion collisions:-) Studium husté horké hmoty, termodynamiky fázových přechodů v QCD. Kvark gluonové plasma? Simulace atmosférické spršky indukované kosmickým zářením

11 Jak se pozorují neutrina - nepřímo Neutrino jak viděno v SuperKamiokande detektoru (Japonsko). Neutrino se srazí s elektronem, ten se pak pohybuje rychleji než rychlost světla ve vodě: Vznikne rázová vlna podobně jako v případě nadzvukového letounu. Pozorujeme tzv. Čerenkovský kroužek světla od rozptýleného elektronu. Fotonásobiče uvnitř detektoru plného vody

12 Pierre Auger Experiment - Argentina Studium spršek kosmického záření s českou účastí. Nádrže s vodou registrujíčerenkovovo záření spršky při dopadu na zem. Fluorescenční detektory sledují oblohu: ionizační stopa spršky v atmosféře. Unikátní kombinace umožňující trojrozměrnou rekonstrukci a přesné měření energie. Nejvyšší pozorované energie na světě: nedosažitelné urychlovači. Stále záhada, odkud tak energetickéčástice z Vesmíru přicházejí

13 Vlastnosti částic Stav v klasické fyzice je dán polohou a hybností objektu. V kvantové mechanice jde o paprsek v abstraktním nekonečněrozměrném vektorovém prostoru :o) Částice je charakterizována svou hmotou, nábojem, spinem (vnitřním momentem hybnosti, jakýmsi malým setrvačníkem), typem interakcí, kterých se účastní Vnitřní moment hybnostičástice je kvantován, může nabývat jen určitých násobků Planckovy konstanty. Celočíselné násobky nesou bosony (foton: 1), polocelé definují fermiony (elektron: 1/2). Spin určuje kolektivní chováníčástic a statistiku (Pauliho vylučovací princip) a má dalekosáhlé důsledky pro to, jak vypadá hmota kolem nás. Ke každé částici existuje antičástice, která má opačný náboj a další kvantová čísla. Například počet nukleonů se zachovává: proton má nukleonovéčíslo 1, antiproton -1. Lze např. p + p + p + p + p - p +, ale ne p + p + p + p + p - (nikdy nepozorováno)

14 Leptony Mezi leptony (řecky λεπτός - drobný) patří například elektron. Všechny leptony jsou fermiony. Partnerem elektronu je neutrino, lehounká neutrální částice, která interaguje pouze slabě, a tak je velmi těžké ji spatřit. Neutrino doprovází elektron v interakcích, např. při radioaktivním β-rozpadu: Volný neutron se rozpadá, stabilní je jen v atomovém jádře: n p + e + ν e Q: Proč se nerozpadá proton? A kdyby se rozpadal, nebyl by vodík, ani hvězdy, prvky, my Silná interakce nerozeznává rozdíl mezi protonem a neutronem, odlišuje je až elmag. a slabá síla. Elektron a neutrino tvoří první rodinu leptonů: příroda dosud z neznámého důvody všechno zopakovala ještě dvakrát: Tři rodiny leptonů: elektron, mion, tau; a k nim příslušná neutrina. Mion a tauon jsou jakési těžší elektrony, a jsou nestabilní

15 Kvarky a Hadrony Hadrony jsou částice složené z kvarků, které jsou fermiony. Účastní se silné interakce. Kvarky u, c, t mají náboj +2/3, kvarky d, s, b -1/3. Běžné protony a neutrony tvoří atomové jádro, jehož stabilitu lze vysvětlit výměnou částic zvaných piony pouze jiný pohled na silnou interakci. Proton či neutron jsou příkladem baryonů (řecky βαρύς - těžký), částic složených ze tří kvarků, které mají polocelý spin (fermiony). Piony patří mezi mezony (řecky μέσος - střední), skládajíce se z páru kvarkantikvark, které mají celočíselný spin (bosony)

16 Kvarky a Hadrony Kvarkové složení neurčuje částici jednoznačně. Pauliho vylučovací princip pro kvarky v hadronech! Exotické částice lze chápat jako excitace základních stavů (podobně jako vyšší stavy atomového obalu, jen jde o silnou namísto elektromagnetickou interakci)

17 Výměnné částice sil V současném popisu mikrosvěta částice interagují pomocí výměny kvant polí, které jsou bosony. Elektromagnetickou interakci zprostředkovávají fotony. Silnou interakci mezi kvarky gluony. Gluony jsou podobně jako fotony nehmotné, ale nesou náboj vzhledem s silné interakci. Proto nejsou volně pozorovatelné, stejně jako kvarky jsou uvězněny uvnitř hadronů. Slabou interakci, rozpady a nových částic, způsobují jakési těžké varianty fotonu: tzv. intermedialní bosony W a Z. Graviton je teoreticky zodpovědný za gravitaci, ale konzistentní kvantová teorie gravitace zatím neexistuje. Pozn.: elmag. a slabou interakci lze společně popsat v rámci tzv. elektroslabé teorie (1970s)

18 Leptony, Kvarky, Kvanta polí Částice: Leptony: elektron a neutrino + dvě další rodiny Kvarky: tvoří hadrony - mezony: kvark+antikvark (piony) - baryony: 3 kvarky (proton, neutron) Intermediální bosony W ±, Z, γ, 8 gluonů. Předpovězený ale neobjevený Higgsův boson, zodpovědný za hmotnosti částic. Síly (interakce): Gravitační Slabá + Elektromagnetická = Elektroslabá Silná

19

20 Interakce I Excitace atomu fotonem a opětovná emise. Částice vznikají a zase zanikají na rozdíl od objektů v běžném světě!

21 Interakce II Zcela podobně se dějí i interakce složitější, způsobené např. silnou interakcí mezi nukleony. Částice zvané piony lze připravit jednoduše ostřelováním terče např. protony: p + p p n π + π - Svazkem pionů pak můžeme zase střílet na další terč, může vzniknou krátce žijící částice (rezonance) zvaná Delta: π + n + π + n Ale Delta se může rozpadnou i na něco jiného! π + n + π - p Nukleony hrají stavební roli, piony interakční, vazebnou, analogicky atomu: jádro a elektrony si vyměňují fotony, a reálné fotony mohou atom excitovat. Delta je vlastně jen excitovaný nukleon! π + π - n p

22 Rezonance Svazkem pionů pak můžeme zase střílet na další terč, může vzniknou krátce žijící částice (rezonance) zvaná Delta: π + p ++ X Delta je vlastně jen excitovaný nukleon! Blízko rezonanční energie se Delta ráda rodí. Graf četnosti (pravděpodobnosti) interakcí: srovnání měření a teorie:

23 Rozptylový experiment jak se na to všechno přišlo? Rozhodujícím momentem byl objev atomového jádra, a to nejen výsledkem (většina hmoty v atomu koncentrována v nepatrném objemu), ale i konceptem. Ostřelování atomů zlaté fólie alfa částicemi: jeden z prvních rozptylových experimentů! Mikroskop bombarduje vzorek fotony o určité vlnové délce, která určuje naši rozlišovací schopnost. Chceme-li vidět ještě menší věci, potřebujeme elektronový mikroskop. Chceme-li se podívat na stále jemnější struktury, musíme pro zkrácení vlnové délky zvyšovat energii. Podle de Broglieovy hypotézy a Einsteina: p = h / λ E 2 = p 2 c 2 + m 2 c

24 Rozptylový experiment jak se na to všechno přišlo? Objev struktury protonu: ostřelování protonu jednoduchým bodovým objektem (elektron). Experimentální data nesouhlasí s teorií bodového protonu. Větší aparatura, ale jinak stále stejný princip rozptylového experimentu

25 Jak si částice a jejich svazky připravíme? Přirozená radioaktivita: limitovaná hustota svazku a energie, jen první objevy. Stále se však používá pro zdroje neutronů (alfa zářič štěpí příměs, např. Am+Be). Kosmické záření: doposud nejvyšší známé energie, ale těžko opakovatelné a vzácné události. Významné do cca 50. let při objevech pozitronu, pionů, kaonů V současnosti už ne jako zdroj individuálních částic, ale jako fenomén ke studiu jako takový (odkud přichází, jak vzniká, jaké má spektrum ). Reaktory (neutrony a neutrina). Urychlovače: svazky s vlastnostmi, jaké chceme: typ, množtví, hustota, energie, divergence svazku

26 Co vlastně chceme měřit? Pravděpodobnost, že se něco zajímavé stane: lze srovnat s teoretickou předpovědí. Chceme znát hmotnosti a doby života částic teorie dokáže předpovědět hmotu složených částic (mezonů), ale ne elektronu! S jakou energií a hybností se částice rodí spektra. Způsoby rozpadů nestabilních částic (rozpadové kanály). Hledání nových částic, jevů, které současná teorie neumí popsat. Kvantová mechanika je pravděpodobnostní: nikdy nelze přesně předpovědět, co se stane, a ze snímku dané události nelze s jistotou identifikovat vzniklé produkty: spousta zajímavých událostí má i velmi podobné (nezajímavé) pozadí. Detailním studiem srážkových procesů získáváme hluboké znalosti o struktuře Mikrosvěta, ale také podmínek krátce po vzniku Vesmíru: propojení částicové fyziky a astrofyziky

27 Co můžeme srážet? Co lze urychlovat? Proč srážet? Proč urychlovat? Co měříme? Urychlovače I Proton-proton collisions are like smashing to pocket watches together to see what they are made of aneb Co se stane při srážce dvou protonů? Z každého protonu se srazí jeden kvark nebo gluon (parton), každý nese část energie původního protonu. Energie srážejících se částic se tak mění: výhodné pro hledání nové částice s neznámou hmotou, nevýhodné pro rekonstrukci dané srážky: neznáme podélnou hybnost. Alespoň součet příčných hybností však musí být nula (zákon zachování příčného impulsu:-) Typické typy kolizí: e + e -, ep, pp, proton-antiproton. (Q: proč proton-proton nebo proton-antiproton?)

28 Urychlovače II Experimenty s pevným terčem: svazek a terč (kapalný vodík pro experiment, nikl pro produkci sekundárních svazků). Nevýhoda: malá energie v těžišťovém systému. Vstřícné svazky: technicky náročné srážet, ale výhody: vysoká energie srážek. Částice+antičástice: opačný náboj, možno urychlovat v jedné trubici, jde o jeden urychlovač, jedno magnetické pole

29 Vstřícné svazky Urychlovač: accelerator. Srážkovač: collider :) Částice udržuje na uzavřené dráze magnetické pole. Bqv = mv 2 /r, kde m je relativistická hmotnost m = m 0 γ a Proto s rostoucí hybností potřebujeme silnější magnetické pole či větší aparaturu: Bqr = p. Antičástice mají stejnou hmotnost, ale opačné náboje: lze je urychlovat v jedné trubici opačnými směry, a v interakčních, kde stojí detektory, oblastech je srážet. První srážkovač protonů a antiprotonů: SPS v Cernu, objev W a Z

30 Vstřícné svazky V Cernu se buduje Large Hadron Collider, který bude or r srážet protony s protony. Odpadá náročná příprava antiprotonů, ale daní jsou složitější magnety. Dipólový magnet Tevatronu: jedna trubice, jeden magnet Dipólový magnet LHC: jde vlastně o dva magnety vedle sebe

31 CERN, Fermilab, Brookhaven, DESY

32 Některé společné rysy experimentů Dráhové detektory: hledání tracků, měření hybnosti. Elektromagnetický kalorimetr: elektrony, fotony, částečně hadronové spršky ( jety ). Hadronový kalorimetr: jety (hadronová sprška, jaderné interakce). Mionové komory (miony málo ionizují, neinteragují silně: pronikají daleko). Podle tohoto schématu navržena většina víceúčelových detektorů: CDF, D0 (Fermilab) H1, Zeus (Desy) OPAL, Delphi, Aleph, L2 (byly na urychlovači LEP, CERN) ATLAS, CMS (budují se v Cernu) Star, Phenix (RHIC, Brookhaven)

33 Příklad: Event Display

34 Některé společné rysy experimentů Stále jde v principu o rozptylový experiment: srážíme částice nebo bombardujeme terčíky a sledujeme vzniklé produkty, jejich energie, změny úhlu a usuzujeme tak vnitřní strukturu, nové objekty Pro velkou statistiku často vysokáčetnost srážek: nutnost rychle se rozhodnout, zda událost je zajímavá a chceme ji zaznamenat, všechny zapsat nemůžeme ( trigger - spoušť). Frekvence zápisu dat limitována možnostmi zápisu na magnetické pásky (kolem 100 Hz). Harddisk dlouhodobě nespolehlivý:) Rekonstrukce události ze signálů v elektronice: od světelných impulsůči zásahů v křemíku a sesbíraného náboje až k měřené energii či zrekonstruované dráze. Detektor je pouze složitý fotoaparát! Zákon zachování příčné hybnosti

35 Příklad: Fermilab Fermi National Accelerator Laboratory Batavia, Illinois, USA Urychlovač Tevatron: proton-antiprotonové srážky při energii 1.96 TeV. Poloměr 1km, komplex více urychlovačů. Dva hlavní collider experimenty: CDF, D0. Další fixed target experimenty. Neutrinová fyzika

36 Going to Fermilab

37 Going to Fermilab

38 Urychlovače: Komplex Tevatronu ve Fermilabu Tevatron: Svazek částic rozdělen do několika (36) buřtů (bunches). 12 bunches = superbunch. Interval mezi kolizemi: 396 ns. Oběh téměř rychlostí světla: 21µs (6.28 km :-). Protonový buřt: částic. Antiprotonový buřt: částic. Luminosita: kvalita svazku a srážení: Jak jsou bunche husté, jak dobře se trefujeme

39 DØ Detector at Fermilab

40 Jak se nové částice produkují? Částice se rodí ve srážkách: jestliže něco chceme narodit, musíme něco jiného zase rozbít :-) Foton s dostatečnou energií se může přeměnit na elektron-pozitronový pár. Úplně stejně může pozitron s elektronem anihilovat třeba na dva fotony, nebo na chvíli (virtuálně) zase na jeden. Virtuální foton se pak může přeměnit třeba na mion-antimionový pár nebo pár kvark-antikvark. Tak se rodí nové částice (a zase se rozpadají). Při dostatečné energii se nemusí narodit foton, ale jeho těžší kolega : Z boson. Podobně se při srážce dvou kvarků nemusí stát skoro nic: kvarky si prohodí gluon, a rozptýlí se. Ale také se může narodit Wči Z boson, či nový typ kvarkuantikvarku. A jak poznáme, že se něco nového nebo zajímavého stalo? :-) Pozorujeme pouze sekundární objekty, primární se většinou stihnou rozpadnout, než doletí do detektoru. Pravděpodobnost produkce daných produktů je často zvýšená když se s energií naladíme blízko k hmotnosti dané částice analogie s rezonancí

41 Interakce III: qq Z e + e - Events Mass - Z Candidate Data PMCS+QCD QCD bkg D0 Run II Preliminary invariant mass(gev)

42 Interakce IV Top-antitop pár, jak viděno DØ Detektorem Pár top-anti top rozpadající se na WbWb a následně na 4 jety, elektron a neutrino. Red: EM Calorimeter Blue: Hadronic Calorimeter Yellow: Missing Energy (neutrino signature)

43 Jak vypadá všední pracovní den

44 Jak vypadá všední pracovní den

45 Účast na experimentu DØ Data jsou tím nejcennějším, co experiment produkuje. Abychom k nim měli přístup, musí se česká skupina podílet na provozu detektoru, na servisních úkolech prospěšných celé kolaboraci (kalibrace, identifikace částic, simulace srážek ). Je dobré pracovat na tématech, která se budou hodit pro konečnou fyzikální analýzu, pracovat s lidmi v laboratoři. When things go wrong Or: Should I call an expert?

46 Co právě letí a je in? :-) V současnosti běží proton-antiprotonový srážkovač Tevatron ve Fermilabu (přibližně 2TeV energie), který v roce 1995 objevil top kvark. V Cernu (Ženeva) se staví proton-protonový urychlovač LHC 7+7 TeV: 2008 :-) Ve světě probíhají experimenty při nižších energiích, které jsou naladěny na energie zajímavých částic pro studium symetrií mezi hmotou a antihmotou (b factories), také se zkoumají srážky těžkých iontů... Kosmické záření: Pierre Auger experiment. Hitem jsou bezesporu neutrina, nedávno prokázané oscilace znamenají, že jejich hmota není nulová. Není rozřešeno, zda neutrino je svou vlastní antičásticí či nikoli. Chybějící kamínek do Standardního Modelu je Higgův boson: pokud existuje, bude objeven na LHC. V plánu je projekt lineárního urychlovače, jenž podrobněji proměří Higgs nebo cokoli jiného, co LHC objeví (extra dimenze, supersymetrické částice )

47 Závěrem Částicová fyzika je velmi komplexním propojením teorie, experimentu, statistického zpracování dat, numerických metod Využívá a podněcuje poslední technologie od elektroniky a materiály po software, IT (internet, počítačové farmy), komunikaci, koordinaci, management, statistickou analýzu dat Aplikace po skončení základního výzkumu sahají od průmyslu a techniky po medicínské aplikace (diagnostika, zobrazování, terapie). Jakkoli abstraktní, vzdálenou či obrovitou se může zdát, stále je fyzikou s jednoduchými a krásnými myšlenkami a přináší radost z poznání a práce s lidmi na společných projektech

48 Atlas Budoucí detektor na urychlovači LHC v Cernu Plán versus současný stav :-)

49 Některé objevy Radioaktivita Elektron: katodové paprsky Proton: nejlehčí jádro Neutron: α + 9 Be 12 C + n (pronikavé neutrální záření) Pozitron: kosmické záření (Anderson 1932) Neutrino: reaktorová antineutrina, roztok CdCl 2 ν + Cl X + n + e + (inverzní beta rozpad) n + Cd Cd* Cd + γ (záchyt neutronu) Objev struktury protonu. Gluon, barva kvarků. Podivnéčástice : rodí se v silných interakcích, ale rozpadají se pomalu (slabá interakce). Objev s kvarku: mlžné komory

50 Některé objevy Pozitron: kosmické záření (Anderson 1932) Jak poznáme, že jde o elektron či pozitron? Magnetické pole zakřivuje dráhu. Stupeň ionizace a znalost hybnosti: Lze určit druh částice. Olověná deska: sníží energii

51 Accelerator = urychlovač :-) Collider = srážkovač :-) Urychlovače - Kruhové Urychlování: radiofrekvenční kavity Urychlované částice: Nejčastěji elektrony, pozitrony, protony, antiprotony. e + -e - kolize (LEP, Cern, ukončen) laditelná a přesná energie. e-p kolize (HERA, Hamburg) p-pbar kolize (Fermilab, now!) různé energie srážek partonů p-p kolize (LHC, Cern, 2007)

High Energy Physics Jiří Kvita, MFF UK

High Energy Physics Jiří Kvita, MFF UK High Energy Physics Jiří Kvita, MFF UK High Energy Physics Experimentalist s point of View O čem budu povídat? Co chceme (a mů můžeme) pozorovat v mikrosvě mikrosvětě. Částice a Standardní Standardní Model.

Více

Jana Nováková Proč jet do CERNu? MFF UK

Jana Nováková Proč jet do CERNu? MFF UK Jana Nováková MFF UK Proč jet do CERNu? Plán přednášky 4 krát částice kolem nás intermediální bosony mediální hvězdy hon na Higgsův boson - hit současné fyziky urychlovač není projímadlo detektor není

Více

Fyzika vysokých energií. Jiří Kvita, MFF UK

Fyzika vysokých energií. Jiří Kvita, MFF UK Fyzika vysokých energií Jiří Kvita, MFF UK Fyzika vysokých energií Z experimentálního pohledu O čem budu povídat? Co chceme (a mů můžeme) pozorovat v mikrosvě mikrosvětě. Částice a Standardní Standardní

Více

Standardní model částic a jejich interakcí

Standardní model částic a jejich interakcí Standardní model částic a jejich interakcí Jiří Rameš Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Praha Přednáškové dopoledne Částice, CERN, LHC, Higgs 24. 10. 2012 Hmota se skládá z atomů Každý atom tvoří atomové

Více

Nedělejme z Higgs vědu Aneb Jak se dělají částice

Nedělejme z Higgs vědu Aneb Jak se dělají částice Nedělejme z Higgs vědu Aneb Jak se dělají částice Plán Interakce a částice Cern ATLAS Higgs (+Top Kvark) 2 Stavební kameny chemie 3 Stavební kameny fyziky 4 Stavební kameny fyziky 5 Stavební kameny fyziky

Více

Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic

Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic Urychlovače částic principy standardních urychlovačů částic Základní info technické zařízení, které dodává kinetickou energii částicím, které je potřeba urychlit nabité částice jsou v urychlovači urychleny

Více

postaven náš svět CERN

postaven náš svět CERN Standardní model elementárních částic a jejich interakcí aneb Cihly a malta, ze kterých je postaven náš svět CERN Jiří Rameš, Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Czech Teachers Programme, CERN, 3.-7. 3. 2008

Více

Standardní model a kvark-gluonové plazma

Standardní model a kvark-gluonové plazma Standardní model a kvark-gluonové plazma Boris Tomášik Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT International Particle Physics Masterclasses 2012 7.3.2012 Struktura hmoty molekuly atomy jádra a elektrony

Více

Za hranice současné fyziky

Za hranice současné fyziky Za hranice současné fyziky Zásadní změny na počátku 20. století Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie

Více

A Large Ion Collider Experiment

A Large Ion Collider Experiment LHC není pouze Large Hadron Collider ATLAS ALICE CMS LHCb A Large Ion Collider Experiment Alenka v krajině ě velmi horké a husté éjaderné éhmoty a na počátku našeho vesmíru Díky posledním pokrokům se v

Více

Prověřování Standardního modelu

Prověřování Standardního modelu Prověřování Standardního modelu 1) QCD hluboce nepružný rozptyl, elektron (mion) proton, strukturní funkce fotoprodukce γ proton produkce gluonů v e + e produkce jetů, hadronů 2) Elektroslabá torie interference

Více

Úloha č.: I Název: Studium relativistických jaderných interakcí. Identifikace částic a určování typu interakce na snímcích z bublinové komory.

Úloha č.: I Název: Studium relativistických jaderných interakcí. Identifikace částic a určování typu interakce na snímcích z bublinové komory. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM IV Úloha č.: I Název: Studium relativistických jaderných interakcí. Identifikace částic a určování typu interakce na snímcích

Více

O čem se mluví v CERNu? Martin Rybář

O čem se mluví v CERNu? Martin Rybář O čem se mluví v CERNu? 29.11. 2012 Martin Rybář CERN Evropská organizace pro jaderný výzkum (Conseil Européen pour la recherche nucléaire) Založen roku 1954 ČR součástí od roku 1993 nejrozsáhlejší výzkumné

Více

Experiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil.

Experiment ATLAS. Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns. tj. s frekvencí. Počet kanálů detektoru je 150 mil. Experiment ATLAS Shluky protiběžných částic se srážejí každých 25 ns tj. s frekvencí 40 MHz Počet srážek 40 MHz x 20 = 800 milionů / s Počet kanálů detektoru je 150 mil. Po 1. úrovni rozhodování (L1 trigger)

Více

Příklady Kosmické záření

Příklady Kosmické záření Příklady Kosmické záření Kosmické částice 1. Jakou kinetickou energii získá proton při pádu z nekonečné výšky na Zem? Poloměr Zeměje R Z =637810 3 maklidováenergieprotonuje m p c 2 =938.3MeV. 2. Kosmickékvantum

Více

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. neutronové číslo

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. neutronové číslo JADERNÁ FYZIKA I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í 1. Úvod 4 14 17 1 jádra E. Rutherford, 1914 první jaderná reakce: α+ N O H 2 7 8 + 1 jaderné síly = nový druh velmi silných sil vzdálenost

Více

LEPTONY. Elektrony a pozitrony a elektronová neutrina. Miony a mionová neutrina. Lepton τ a neutrino τ

LEPTONY. Elektrony a pozitrony a elektronová neutrina. Miony a mionová neutrina. Lepton τ a neutrino τ LEPTONY Elektrony a pozitrony a elektronová neutrina Pozitronium, elektronové neutrino a antineutrino Beta rozpad nezachování parity, měření helicity neutrin Miony a mionová neutrina Lepton τ a neutrino

Více

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno 1 Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno Struktura

Více

Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou?

Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou? Detekce nabitých částic Jak se ztrácí energie průchodem částice hmotou? 10/20/2004 1 Bethe Blochova formule (1) je maximální možná předaná energie elektronu N r e - vogadrovo čislo - klasický poloměr elektronu

Více

Mezony π, mezony K, mezony η, η, bosony 1

Mezony π, mezony K, mezony η, η, bosony 1 Mezony π, mezony K, mezony η, η, bosony 1 Mezony π, (piony) a) Nabité piony hmotnost, rozpady, doba života, spin, parita, nezachování parity v jejich rozpadech b) Neutrální piony hmotnost, rozpady, doba

Více

Kam kráčí současná fyzika

Kam kráčí současná fyzika Kam kráčí současná fyzika Situace před II. světovou válkou Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie velkého

Více

o Mají poločíselný spin (všechny leptony a kvarky, všechny baryony - například elektron, neutrino, proton, neutron, baryony Λ hyperon...).

o Mají poločíselný spin (všechny leptony a kvarky, všechny baryony - například elektron, neutrino, proton, neutron, baryony Λ hyperon...). Rozdělení částic Elementární částice můžeme dělit buď podle "rodové příslušnosti" na leptony, kvarky, intermediální částice a Higgsovy částice nebo podle statistického chování na fermiony a bosony. Dělení

Více

Elementární částice. 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony. 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model

Elementární částice. 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony. 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model Elementární částice 1. Leptony 2. Baryony 3. Bosony 4. Kvarkový model 5. Slabé interakce 6. Partonový model I.S. Hughes: Elementary Particles M. Leon: Particle Physics W.S.C. Williams Nuclear and Particle

Více

Kosmické záření a Observatoř Pierra Augera. připravil R. Šmída

Kosmické záření a Observatoř Pierra Augera. připravil R. Šmída Kosmické záření a Observatoř Pierra Augera připravil R. Šmída Astročásticová fyzika Astronomie (makrosvět) Částicová fyzika (mikrosvět) Kosmické záření Objev kosmického záření 1896: Objev radioaktivity

Více

Podivnosti na LHC. Abstrakt

Podivnosti na LHC. Abstrakt Podivnosti na LHC O. Havelka 1, J. Jerhot 2, P. Smísitel 3, L. Vozdecký 4 1 Gymnýzium Trutnov, ondra10ax@centrum.cz 2 SPŠ Strojní a elektrotechnická, České Budějovice, jerrydog@seznam.cz 3 Gymnázium Vyškov,

Více

Alexander Kupčo. kupco/qcd/ telefon:

Alexander Kupčo.   kupco/qcd/   telefon: QCD: Přednáška č. 1 Alexander Kupčo http://www-hep2.fzu.cz/ kupco/qcd/ email: kupco@fzu.cz telefon: 608 872 952 F. Halzen, A. Martin: Quarks and leptons Kvarky, partony a kvantová chromodynamika cesta

Více

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník FYZIKA MIKROSVĚTA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Mikrosvět Svět o rozměrech 10-9 až 10-18 m. Mikrosvět není zmenšeným makrosvětem! Chování v mikrosvětě popisuje kvantová

Více

STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA

STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA ENERSOL 2011 STŘEDOČESKÝ KRAJ ANTIHMOTA Adresa autora projektu: Jméno, příjmení autorů projektu Enersol 2011: Jakub Rohan, Richard Měcháček Učební, studijní obor, ročník studia: Informační technologie,

Více

Theory Česky (Czech Republic)

Theory Česky (Czech Republic) Q3-1 Velký hadronový urychlovač (10 bodů) Než se do toho pustíte, přečtěte si prosím obecné pokyny v oddělené obálce. V této úloze se budeme bavit o fyzice částicového urychlovače LHC (Large Hadron Collider

Více

Od kvarků k prvním molekulám

Od kvarků k prvním molekulám Od kvarků k prvním molekulám Petr Kulhánek České vysoké učení technické v Praze Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy Aldebaran Group for Astrophysics kulhanek@aldebaran.cz www.aldebaran.cz ZÁKLADNÍ SLOŽKY

Více

2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru

2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru Pracovní úkol: 1. Seznámit se s interaktivní verzí simulace 2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru 3. Kvantitativně srovnat energetické ztráty v kalorimetru pro různé

Více

2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru

2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru 1 Pracovní úkol 1. Seznámit se s interaktivní verzí simulace 2. Prostudovat charakter interakcí různých částic v hadronovém kalorimetru 3. Kvantitativně srovnat energetické ztráty v kalorimetru pro různé

Více

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Jiří Chudoba; Rupert Leitner; Michal Suk Hledání top kvarku v experimentech na urychlovačích částic Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, Vol. 40 (1995), No.

Více

(v zrcadle výtvarné estetiky)

(v zrcadle výtvarné estetiky) Několik vět o nejmenším: kosmickém záření a elementárních částicích (v zrcadle výtvarné estetiky) Jan Hladký, Fyzikální ústav v. v. i., AV ČR Praha. Proč studia částic a KZ provádíme? - základní výzkum

Více

Standardní model. Projekt je spolufinancován z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR

Standardní model. Projekt je spolufinancován z prostředků ESF a státního rozpočtu ČR Standardní model Standardní model je v současné době všeobecně uznávanou teorií, vysvětlující stavbu a vlastnosti hmoty. Výzkum částic probíhal celé dvacáté století, poslední předpovězené částice byly

Více

Paul Adrien Maurice Dirac

Paul Adrien Maurice Dirac Hmota a antihmota Paul Adrien Maurice Dirac 1926 (24) - objevil souvislost Poissonových závorek s kvantovou teorií. 1926 (24) - nezávisle na Fermim odvodil statistické rozdělení pro soustavu částic s

Více

Jiří Grygar: Velký třesk za všechno může... 1/ 22

Jiří Grygar: Velký třesk za všechno může... 1/ 22 Jiří 1/ 22 C2CR 2005: Od urychlovačů ke kosmickým paprskům 9. 9. 2005 Urychlovače č na nebi a pod zemí, aneb může Jiří Grygar Fyzikální ústav AV ČR, Praha Grafika: Michael Prou Jiří 2/ 22 Cesta do mikrosvěta

Více

Kosmické záření a astročásticová fyzika

Kosmické záření a astročásticová fyzika Kosmické záření a astročásticová fyzika Jan Řídký Fyzikální ústav AV ČR Obsah Kosmické záření a současná fyzika. Historie pozorování kosmického záření. Současné znalosti o kosmickém záření. Jak jej pozorujeme?

Více

2. 1 S T R U K T U R A A V L A S T N O S T I A T O M O V É H O J Á D R A

2. 1 S T R U K T U R A A V L A S T N O S T I A T O M O V É H O J Á D R A 2. Jaderná fyzika 9 2. 1 S T R U K T U R A A V L A S T N O S T I A T O M O V É H O J Á D R A V této kapitole se dozvíte: o historii vývoje modelů stavby atomového jádra od dob Rutherfordova experimentu;

Více

Od kvantové mechaniky k chemii

Od kvantové mechaniky k chemii Od kvantové mechaniky k chemii Jan Řezáč UOCHB AV ČR 19. září 2017 Jan Řezáč (UOCHB AV ČR) Od kvantové mechaniky k chemii 19. září 2017 1 / 33 Úvod Vztah mezi molekulovou strukturou a makroskopickými vlastnostmi

Více

ČÁST VIII - M I K R O Č Á S T I C E

ČÁST VIII - M I K R O Č Á S T I C E ČÁST VIII - M I K R O Č Á S T I C E 32 Základní částice 33 Dynamika mikročástic 34 Atom - elektronový obal 35 Atomové jádro 36 Radioaktivita 37 Molekuly 378 Pod pojmem mikročástice budeme rozumět tzv.

Více

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární

Více

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika Jaderná fyzika Vlastnosti atomových jader Radioaktivita Jaderné reakce Jaderná energetika Vlastnosti atomových jader tomové jádro rozměry jsou řádově 1-15 m - složeno z protonů a neutronů Platí: X - soustředí

Více

Struktura atomu. Beránek Pavel, 1KŠPA

Struktura atomu. Beránek Pavel, 1KŠPA Struktura atomu Beránek Pavel, 1KŠPA Co je to atom? Částice, kterou již nelze chemicky dělit Fyzikálně ji lze dělit na elementární částice Modely atomů Model z antického Řecka (Démokritos) Pudinkový model

Více

Atomové jádro, elektronový obal

Atomové jádro, elektronový obal Atomové jádro, elektronový obal 1 / 9 Atomové jádro Atomové jádro je tvořeno protony a neutrony Prvek je látka skládající se z atomů se stejným počtem protonů Nuklid je systém tvořený prvky se stejným

Více

zve studenty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, (tedy všech) ročníků

zve studenty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, (tedy všech) ročníků detektory statistické metody Skupina částicové fyziky SLO/UPOL zve studenty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, (tedy všech) ročníků na stručnou prezentaci výsledků své práce a nabídku neuronové sítě statistické metody

Více

Měření hmoty Higgsova bosonu podle doby letu tau leptonu

Měření hmoty Higgsova bosonu podle doby letu tau leptonu Měření hmoty Higgsova bosonu podle doby letu tau leptonu Jana Nováková, Tomáš Davídek UČJF Higgs -> tau tau na LHC v oblasti malých hmot Higgse dává významný příspěvek měřitelné v oblasti m H [115, 140]

Více

Experimentální metody ve fyzice vysokých energií Alice Valkárová

Experimentální metody ve fyzice vysokých energií Alice Valkárová Experimentální metody ve fyzice vysokých energií Alice Valkárová alice@ipnp.troja.mff.cuni.cz 10/20/2004 1 Literatura o detektorech částic Knihy: C.Grupen, Particle detectors,cambridge University Press,1996

Více

Relativistická dynamika

Relativistická dynamika Relativistická dynamika 1. Jaké napětí urychlí elektron na rychlost světla podle klasické fyziky? Jakou rychlost získá při tomto napětí elektron ve skutečnosti? [256 kv, 2,236.10 8 m.s -1 ] 2. Vypočtěte

Více

Cesta do mikrosvěta. Martin Rybář

Cesta do mikrosvěta. Martin Rybář Cesta do mikrosvěta Martin Rybář Nobelovy ceny za SM 40 nobelových cen 64 fyziků Antoine Henri Becquerel Pierre Curie Marie Curie Joseph John Thomson Max Planck Niels Bohr Robert Andrews Millikan Arthur

Více

Statický kvarkový model

Statický kvarkový model Statický kvarkový model Supermulltiplet: charakterizován I a hypernábojem Y=B+S Skládání multipletů spinových či izotopických, např. dvě částice se spinem 1/2 Tři částice se spinem 1/2 Kvartet a dva dublety

Více

Stavba atomů a molekul

Stavba atomů a molekul Stavba atomů a molekul Michal Otyepka V prezentaci jsou použity obrázky z řady zdrojů, které nejsou důsledně citovány, tímto se všem dotčeným omlouvám. Vidět znamená věřit Úvod l cíle seznámit studenty

Více

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů)

Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů) Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů) Pavel Cejnar Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK pavel.cejnar@mff.cuni.cz Příklad I Datování Galileiho rukopisů Galileo Galilei (1564 1642) Všechny vázané

Více

Higgsův boson. Závěrečná práce. Základní škola sv. Voršily v Olomouci Aksamitova 6, Olomouc. Autor: Marek Vysloužil, Václav Cenker.

Higgsův boson. Závěrečná práce. Základní škola sv. Voršily v Olomouci Aksamitova 6, Olomouc. Autor: Marek Vysloužil, Václav Cenker. Základní škola sv. Voršily v Olomouci Aksamitova 6, 772 00 Olomouc Higgsův boson Závěrečná práce Autor: Marek Vysloužil, Václav Cenker Třída: IX Vedoucí práce: Mgr. Vilém Lukáš Olomouc 2013 Obsah Úvod...

Více

Úvod do laserové techniky

Úvod do laserové techniky Úvod do laserové techniky Látka jako soubor kvantových soustav Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze petr.koranda@gmail.com 18. září 2018 Světlo jako elektromagnetické

Více

Urychlovače na nebi a pod zemí, aneb Velký třesk za všechno může

Urychlovače na nebi a pod zemí, aneb Velký třesk za všechno může Urychlovače na nebi a pod zemí, aneb Velký třesk za všechno může Jiří Grygar Fyzikální ústav AV ČR, Praha Grafika: Michael Prouza Cesta do mikrosvěta 1895 W. Röntgen: paprsky X 1896 H. Becquerel: radioaktivita

Více

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu Úvod do moderní fyziky lekce 3 stavba a struktura atomu Vývoj představ o stavbě atomu 1904 J. J. Thomson pudinkový model atomu 1909 H. Geiger, E. Marsden experiment s ozařováním zlaté fólie alfa částicemi

Více

Kosmické záření a jeho detekce stanicí CZELTA

Kosmické záření a jeho detekce stanicí CZELTA Kosmické záření a jeho detekce stanicí CZELTA Jiří Slabý slabyji2@fjfi.cvut.cz 30.10.2008, Fyzikální seminář, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Českého vysokého učení technického v Praze Co nás čeká

Více

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Fyzika atomu - model atomu struktura elektronového obalu atomu z hlediska energie atomu - stavba atomového jádra; základní nukleony

Více

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Jiří Dolejší; Jiří Hořejší; Jiří Chýla; Alexander Kupčo; Rupert Leitner Nobelova cena za fyziku za rok 2013 udělena za objev Higgsova bosonu Pokroky matematiky,

Více

Stručný úvod do spektroskopie

Stručný úvod do spektroskopie Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,

Více

Rozluštění skrytých symetrií přírody

Rozluštění skrytých symetrií přírody Rozluštění skrytých symetrií přírody Jaroslav Jindra 1, Fakulta pedagogická Západočeské univerzity v Plzni Studium symetrií a spontánních symetrií přineslo v roce 2008 Nobelovu cenu celkem třem vědcům.

Více

Struktura atomů a molekul

Struktura atomů a molekul Struktura atomů a molekul Obrazová příloha Michal Otyepka tento text byl vysázen systémem L A TEX2 ε ii Úvod Dokument obsahuje všechny obrázky tak, jak jsou uvedeny ve druhém vydání skript Struktura atomů

Více

Projekt podpořený Operačním programem Přeshraniční spolupráce Slovenská republika Česká republika 2007-2013

Projekt podpořený Operačním programem Přeshraniční spolupráce Slovenská republika Česká republika 2007-2013 Projekt podpořený Operačním programem Přeshraniční spolupráce Slovenská republika Česká republika 2007-2013 Novinky z jaderné a částicové fyziky Pokud označíme snahu o nalezení příznaků nové fyziky pomocí

Více

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Základy spektroskopie a její využití v astronomii Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Základy spektroskopie a její využití v astronomii Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline Světlo x záření Jak vypadá spektrum?

Více

Otázka: Stavba atomu. Předmět: Chemie. Přidal(a): Kuba Kubikula

Otázka: Stavba atomu. Předmět: Chemie. Přidal(a): Kuba Kubikula Otázka: Stavba atomu Předmět: Chemie Přidal(a): Kuba Kubikula Atom = základní stavební částice všech látek Atomisté: Leukippos zakladatelem atomismu 5 st. př. n. l. Demokritos charakterizoval, že hmota

Více

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO 1. Jednotky a veličiny soustava SI odvozené jednotky násobky a díly jednotek skalární a vektorové fyzikální veličiny rozměrová analýza 2. Kinematika hmotného bodu základní pojmy kinematiky hmotného bodu

Více

Fyzika atomového jádra

Fyzika atomového jádra Fyzika atomového jádra (NJSF064) František Knapp http://www.ipnp.cz/knapp/jf/ frantisek.knapp@mff.cuni.cz Literatura [1] S.G. Nilsson, I. Rangarsson: Shapes and shells in nuclear structure [2] R. Casten:

Více

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony Otázka: Atom a molekula Předmět: Chemie Přidal(a): Dituse Atom = základní stavební částice všech látek Skládá se ze 2 částí: o Kladně nabité jádro o Záporně nabitý elektronový obal Jádro se skládá z kladně

Více

2. 4 F Y Z I K A E L E M E N T Á R N Í C H ČÁSTIC

2. 4 F Y Z I K A E L E M E N T Á R N Í C H ČÁSTIC 2. Jaderná fyzika 69 2. 4 F Y Z I K A E L E M E N T Á R N Í C H ČÁSTIC V této kapitole se dozvíte: co je předmětem studia fyziky elementárních částic; jak se částice na základě svých vlastností třídí do

Více

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření.

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření. FYZIKA pracovní sešit pro ekonomické lyceum. 1 Jiří Hlaváček, OA a VOŠ Příbram, 2015 FYZIKA MIKROSVĚTA Kvantové vlastnosti světla (str. 241 257) Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem

Více

VAROVÁNÍ Přemýšlení o kvantové mechanice způsobuje nespavost

VAROVÁNÍ Přemýšlení o kvantové mechanice způsobuje nespavost VAROVÁNÍ Přemýšlení o kvantové mechanice způsobuje nespavost Od atomů (a molekul) ke kvantové mechanice Vojtěch Kapsa 1 Od atomů (a molekul) ke kvantové mechanice Od atomů (a molekul) ke kvantové mechanice

Více

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL 8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL 1) Popiš Daltonovu atomovou teorii postuláty. (urči, které platí dodnes) 2) Popiš Rutherfordův planetární model atomu a jeho přínos. 3) Bohrův model atomu vysvětli kvantování

Více

CERN základní informace předtím, než vyrazíme. Jaroslav Reichl, SPŠST Panská

CERN základní informace předtím, než vyrazíme. Jaroslav Reichl, SPŠST Panská CERN 2016 základní informace předtím, než vyrazíme Jaroslav Reichl, SPŠST Panská HISTORIE první zmínky o atomech 5. - 2. století př. n. l. - řečtí filosofové Leukippos z Mílétu, Démokritos z Abdéry a Epikúros

Více

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy

Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy Fyzikální chemie Úvod do studia, základní pojmy HMOTA A JEJÍ VLASTNOSTI POSTAVENÍ FYZIKÁLNÍ CHEMIE V PŘÍRODNÍCH VĚDÁCH HISTORIE FYZIKÁLNÍ CHEMIE ZÁKLADNÍ POJMY DEFINICE FORMY HMOTY Formy a nositelé hmoty

Více

HMOTNOST JÁDRA JE S PŘESNOSTÍ 1% ROVNA A u, KDE u = ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA - u = 1, (28) x kg MeV

HMOTNOST JÁDRA JE S PŘESNOSTÍ 1% ROVNA A u, KDE u = ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA - u = 1, (28) x kg MeV JÁDRO JÁDRO SE SKLÁDÁ Z A NUKLEONŮ ( A = HMOTNOSTNÍČÍSLO ), Z NICHŽ Z ( NÁBOJOVÉČÍSLO ) JE PROTONŮ A N = A Z ( NEUTRONOVÉČÍSLO ) NEUTRONŮ. HMOTNOST JÁDRA JE S PŘESNOSTÍ 1% ROVNA A u, KDE u = ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ

Více

2. Atomové jádro a jeho stabilita

2. Atomové jádro a jeho stabilita 2. Atomové jádro a jeho stabilita Atom je nejmenší hmotnou a chemicky nedělitelnou částicí. Je tvořen jádrem, které obsahuje protony a neutrony, a elektronovým obalem. Elementární částice proton neutron

Více

NEZADRŽITELNÝ VZESTUP ASTROČÁSTICOVÉ FYZIKY. Fyzikální ústav AV ČR, Praha

NEZADRŽITELNÝ VZESTUP ASTROČÁSTICOVÉ FYZIKY. Fyzikální ústav AV ČR, Praha NEZADRŽITELNÝ VZESTUP ASTROČÁSTICOVÉ FYZIKY Jiří GRYGAR Fyzikální ústav AV ČR, Praha JAK VZNIKLA ASTROČÁSTICOVÁ FYZIKA? 1929 kosmologie: (rozpínání vesmíru) 1965 reliktní záření 1890 astrofyzika: díky

Více

1. Struktura hmoty. Následující schéma uvádí tento pojem do souvislosti s dalším

1. Struktura hmoty. Následující schéma uvádí tento pojem do souvislosti s dalším 1. Struktura hmoty Hmota je tvořena z hlediska vnějšího pohledu různými látkami. Následující schéma uvádí tento pojem do souvislosti s dalším členěním: Atomy jsou tvořeny elementárními částicemi (pojem

Více

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE III

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE III POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE III FOTOELEKTRICKÝ JEV OBJEV ATOMOVÉHO JÁDRA 1911 Rutherford některé radioaktivní prvky vyzařují částice α, jde o kladné částice s nábojem 2e a hmotností 4 vodíkových

Více

2. Elektrotechnické materiály

2. Elektrotechnické materiály . Elektrotechnické materiály Předpokladem vhodného využití elektrotechnických materiálů v konstrukci elektrotechnických součástek a zařízení je znalost jejich vlastností. Elektrické vlastnosti materiálů

Více

ELEKTROMAGNETICKÁ INTERAKCE

ELEKTROMAGNETICKÁ INTERAKCE ELEKTROMAGNETICKÁ INTERAKCE Základní informace Působení výběrové (na Q e 0) Dosah Symetrie IM částice nekonečný U(1) loc γ - foton Působení interakce: Elektromagnetická interakce je výběrová interakce.

Více

Fyzika elementárn (Standardní model)

Fyzika elementárn (Standardní model) Fyzika elementárn rních částic (Standardní model) Zdenka.Broklova@mff.cuni.cz Délková škála 2 Jak pozorovat malé objekty? Částice mají i vlnové vlastnosti (dualismus, QM) Vlnová délka částice je nepřímo

Více

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II FOTOELEKTRICKÝ JEV VNĚJŠÍ FOTOELEKTRICKÝ JEV na intenzitě záření závisí jen množství uvolněných elektronů, ale nikoliv energie jednotlivých elektronů energie elektronů

Více

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA MAKRO- A MIKRO- MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA STAV... (v dřívějším okamţiku)...... info o vnějším působení STAV... (v určitém okamţiku) ZÁKLADNÍ INFO O... (v tomto okamţiku) VŠCHNY DALŠÍ

Více

Jak nám vládne symetrie. Jan Kábrt

Jak nám vládne symetrie. Jan Kábrt Jak nám vládne symetrie Jan Kábrt Co se učívá ve školách Osová a středová souměrnost, otočení, posunutí. Krystaly, květy, těla živých tvorů. Pohyby těles ve Sluneční soustavě. Děje ve fyzice a v chemii.

Více

Prvek, nuklid, izotop, izobar

Prvek, nuklid, izotop, izobar Prvek, nuklid, izotop, izobar A = Nukleonové (hmotnostní) číslo A = počet protonů + počet neutronů A = Z + N Z = Protonové číslo, náboj jádra Frederick Soddy (1877-1956) NP za chemii 1921 Prvek = soubor

Více

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Rupert Leitner; Michal Suk Nobelova cena za fyziku v roce 1995 Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, Vol. 41 (1996), No. 3, 157--160 Persistent URL: http://dml.cz/dmlcz/137769

Více

6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny

6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny 6.3.5 Radioaktivita Předpoklady: 6304 Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny Vazebná energie na částici [MeV] 10 9 8 Vazebná energie [MeV] 7 6 5 4 3 1 0 0 50

Více

Úvod do moderní fyziky. lekce 4 jaderná fyzika

Úvod do moderní fyziky. lekce 4 jaderná fyzika Úvod do moderní fyziky lekce 4 jaderná fyzika objevení jádra 1911 - z výsledků Geigerova Marsdenova experimentu Rutheford vyvodil, že atom se skládá z malého jádra, jehož rozměr je 10000 krát menší než

Více

4. JADERNÁ FYZIKA A Z. protonové (atomové) číslo, pořadové číslo v periodické tabulce, Q = Z.e. neutronové číslo. nukleonové (hmotnostní) číslo

4. JADERNÁ FYZIKA A Z. protonové (atomové) číslo, pořadové číslo v periodické tabulce, Q = Z.e. neutronové číslo. nukleonové (hmotnostní) číslo FYZIKA MIKROSVĚTA 2 4. JADERNÁ FYZIKA Z > = N > = 0 protonové (atomové) číslo, pořadové číslo v periodické tabulce, Q = Z.e neutronové číslo A > nukleonové (hmotnostní) číslo A Z N A Z X X - chemický prvek

Více

školní vzdělávací program ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI RVP G 8-leté gymnázium Fyzika II. Gymnázium Dr.

školní vzdělávací program ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM DR. J. PEKAŘE V MLADÉ BOLESLAVI RVP G 8-leté gymnázium Fyzika II. Gymnázium Dr. školní vzdělávací program PLACE HERE Název školy Adresa Palackého 211, Mladá Boleslav 293 80 Název ŠVP Platnost 1.9.2009 Dosažené vzdělání Střední vzdělání s maturitní zkouškou Název RVP Délka studia v

Více

října 2009: Evropský týden astročásticové fyziky

října 2009: Evropský týden astročásticové fyziky 10. 17. října 2009: Evropský týden astročásticové fyziky Týden je pořádán v rámci projektu ASPERA (AStroParticle ERAnet, 7. rámcový program EK) ASPERA založena v rámci ApPEC (Astroparticle Physics European

Více

Struktura elektronového obalu

Struktura elektronového obalu Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy

Více

Encyklopedický slovník. T. D. Lee, Rev. Mod. Phys. 47, 267, 1975

Encyklopedický slovník. T. D. Lee, Rev. Mod. Phys. 47, 267, 1975 Jaderná a částicová fyzika Vladimír Wagner Nejsilnější síla HADES studuje vlastnosti částic ve velmi horkém a hustém prostředí Hádes v řecké mytologii bůh mrtvých, podsvětí a podzemních pokladů, syn Kronův

Více

VYPOUŠTĚNÍ KVANTOVÉHO DŽINA

VYPOUŠTĚNÍ KVANTOVÉHO DŽINA VYPOUŠTĚNÍ KVANTOVÉHO DŽINA ÚSPĚŠNÉ OMYLY V HISTORII KVANTOVÉ FYZIKY Pavel Cejnar Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK Praha Prosinec 2009 1) STARÁ KVANTOVÁ TEORIE Světlo jsou částice! (1900-1905) 19.

Více

Orbitalová teorie. 1.KŠPA Beránek Pavel

Orbitalová teorie. 1.KŠPA Beránek Pavel Orbitalová teorie 1.KŠPA Beránek Pavel Atom Základní stavební částice hmoty je atom Víme, že má vnitřní strukturu: jádro (protony + neutrony) a obal (elektrony) Už víme, že v jádře drží protony pohromadě

Více

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru Úvod do moderní fyziky lekce 7 vznik a vývoj vesmíru proč nemůže být vesmír statický? Planckova délka, Planckův čas l p =sqrt(hg/c^3)=1.6x10-35 m nejkratší dosažitelná vzdálenost, za kterou teoreticky

Více

[KVANTOVÁ FYZIKA] K katoda. A anoda. M mřížka

[KVANTOVÁ FYZIKA] K katoda. A anoda. M mřížka 10 KVANTOVÁ FYZIKA Vznik kvantové fyziky zapříčinilo několik základních jevů, které nelze vysvětlit pomocí klasické fyziky. Z tohoto důvodu musela vzniknout nová teorie, která by je přijatelně vysvětlila.

Více