- •Атомная и ядерная физика
- •1.Физика атомного ядра
- •2.Физика частиц
- •Лекция (вводная) физика атома
- •1.Постулат стационарных состояний: электрон в атоме находится в состояниях в которых он не излучает. Спектр энергий атома дискретный. Где главное квантовое число.
- •2.Условие частот: электрон в атоме, переходя из одного стационарного состояния в другое состояние , излучает (или поглощает) квант электромагнитной энергии
- •3.Правило квантования орбит: момент импульса электрона в стационарном состоянии при движении по орбите квантован
- •Модуль2 физика атомного ядра лекция 1 физика ядра
- •1.1.2. Дефект массы ядра. Энергия связи ядра слайд2
- •Нукл/см3, (1.12)
- •1.3.4.Гамма-излучение возбужденных ядер и его характеристики. Эффект Мёссбауэра (ядерный гамма-резонанс).
- •Лекция 2 ядерные реакции
- •1.4.Ядерные реакции
- •1.Реакция синтеза изотопов водорода дейтрона и тритона с образованием ядра гелия и нейтрона:
- •2. Реакция синтеза двух дейтронов:
- •1.Превращение водорода в гелий, происходящее на звездах, в реакциях водородного и углеродного циклов.
- •1.5.1.Прохождение тяжелых заряженных частиц (протонов, α-частиц) через вещество. Формула Бора для ионизационных потерь
- •1.5.3. Прохождение гамма-квантов через вещество. Закон ослабления узкого пучка гамма-квантов. Линейный и массовый коэффициент ослабления. Взаимодействие γ-квантов с веществом
- •1.5.4. Прохождение нейтронов через вещество. Ослабление потока нейтронов. Замедление нейтронов. Диффузия нейтронов
- •1.6.1.Источники заряженных частиц. Ускорители. Источники γ-квантов. Источники нейтронов
- •Лекция 4 ядерные реакторы
- •[Част/см2] (3.4)
- •[Част/см2 сек] (3.5)
- •3.2.2. Действие ионизирующих излучений на структуру вещества. Химическое действие ядерных излучений
- •1.Степень(легкая): нервнорегуляторные нарушения сердечно-сосудистой системы и нестойкое умеренное падение количества эритроцитов и реже падение количества тромбоцитов.
- •2.Способность рождаться и уничтожаться при с помощью сильного, электромагнитного, или слабого взаимодействий между ними.
- •3.Элементарные частицы разделяются на классы лептонов (легкие), адронов (сильные) и калибровочных бозонов.
- •2.2.2.Экспериментальное подтверждение кварковой модели адронов. Эксперименты в области высоких энергий
- •2. Искривление пространства-времени определяется не только массой вещества, но и всеми видами энергии физических полей присутствующими в системе.
- •3.Изменения гравитационного поля распространяются в вакууме со скоростью света. Сравнение свойств гравитационного и других взаимодействий см. В табл.2.6
- •0 Ступень –базовый ускоритель - инжектор подает протоны с энергией 50 Мэв подает в бустер (промежуточный накопитель) и затем в первую ступень.
- •2.Принцип Коперника – Наше положение во Вселенной не является центральным, выделенным.
- •2.Плотность вещества во Вселенной близка к критической плотности 4,7 10-30 г/см3.
- •3.Общее вещество во Вселенной состоит из видимого (светящегося) вещества, темной материи и темной энергии.
- •4.Во Вселенной не обнаружено заметного количества антивещества (барионная ассиметрия Вселенной).
- •6.Вселенная обладает крупномасштабной трехмерной ячеисто-сетчатой структурой в виде «пены».
- •Модуль2 Физика атомного ядра
- •Модуль 3 Физика частиц
- •Литература.
0 Ступень –базовый ускоритель - инжектор подает протоны с энергией 50 Мэв подает в бустер (промежуточный накопитель) и затем в первую ступень.
1 ступень -протонный синхротрон (PS) с энергией ~26 Гэв , далее вторая ступень.
2 ступень –синхрофазотрон (протонный суперсинхротрон) (SPS), на выходе которого протоны имеют энергию ~ 450 Гэв периметр этого ускорителя 6,9 км, он расположен под землей на глубине 40 м, последняя третья ступень –большое ускорительное кольцо (LHC).
Новой является 3 ступень - большой ускоритель, расположенный в кольцевом тоннеле длиной 27 км на глубине 50- 175 м. Почти 7 тыс. сверхпроводящих магнитов общим весом 4000 тонн, по которым потечет ток 1,8 млн ампер, направляют два пучки протонов с энергией 7 Тэв =7 1012 эв по вакуумным трубам навстречу друг другу. Трубы пересекаются в четырех точках, в каждой расположены по одной экспериментальной установке. Эти детекторы CMC, LHCb, ATLAS, ALICE, которые имеют собственные центры управления, независимые от центра управления всем ускорительным коплексом. Обработка потоков информации с детекторных установок будет осуществлятся иерархической глобальной информационной сетью суперкомпьютеров связанных высокоскоростными линиями связи в пропускной способность Гбайт/сек.
CMC(компактный мюонный соленоид) – огромный детектор общего назначения. содержит 5 огромных цилиндрических слоев детекторов и концевые крышки. Предназначен для поиска бозонов Хиггса и других новых явлений.
LHCb- детектор расположен по одну сторону от точки столкновения. Предназначен для поиска красивых «b» кварков.
ATLAS- тороидальная установка –детектор общего назначения с уникальной конструкцией, основанной на тороидальных магнитах вместо традиционного соленоида. Большие диски детекторов регистрируют ключевые частицы (мюоны). Основная цель эксперимента с детектором АТLAS – обнаружить бозон Хиггса. Ежесекундно в детекторе будет происходить 800 млн столкновений протонов, а вероятность наблюдения хиггсовского бозона 10 -13 ,т.е. один в день.
ALICE( Большой эксперимент на коллайдере ионов)- установка для изучения образования кварк-глюоннной плазмы. В этом состоянии находилось вещество на ранней стадии образования Вселенной. Ионы свинца при энергиях в 300 раз выше прежних экспериментов будут сталкиваться во встречных пучках. Также будут изучаться протон-протонные столкновения, как опорная точка для других экспериментов.
Цели для БАК:
Главная цель состоит в подтверждении ранее открытых частиц и явлений (например, получении нескольких истинных t-кварков в секунду) и исследование их с большей точностью.
Осуществить поиск бозов Хиггса- квантов нового взаимодействия Хиггса, которое ограничивает дальность слабого взаимодействия. Бозон Хиггса взаимодействует с W- и Z-бозонами, а также кварками и лептонами, наделяя их массой. Бозоны Хиггса –кванты нового поля Хиггса, якобы существующего в природе.
Решить проблему йерархии: частицы с энергиями до1015 Гэв воздействуя на бозон Хиггса должны придать ему сравнительно высокую массу, однако его масса, по косвенным экспериментальным данным не больше 1 Тэв.
Определить частицы нового типа, составляющие темную материю.
Проверить существование дополнительных скрытых измерений пространства –времени или с-частиц суперсимметрии.
Современные астрофизические представления. Вселенная
Космология – наука о Вселенной в целом. Принцип Коперника и космологический принцип. Характеристики Вселенной
Вселенной называется окружающая нас часть материального мира доступная наблюдению. Возможно существование других вселенных, так как Вселенная не обязательно исчерпывает собой весь существующий мир. Вселенную как целое, её строение и эволюцию (развитие во времени) изучает космология.
Основные космологические принципы:
1.Фундаментальные законы природы (законы физики) установленные и проверенные в лабораторных экспериментах на Земле остаются верными и для всей Вселенной, и все явления могут быть объяснены на основе этих законов.