Gamma- nd X-Ray spectrometry with semiconductor detectors / Klaus Debertin, Richard G. Helmer. Amsterdam : Elsevier, 1988

Skúška: písomná a ústna skúška, úspešné absolvovanie písomky podmienkou ústnej časti. Podiel na celkovom hodnotení: 80/20.

Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%

slovenský, anglický

Fyzikálne základy, charakteristické vlastnosti detektorov, metódy merania ionizácie, meranie polohy – dráhy častice, miesta interakcie, meranie času, identifikácia častíc, meranie energie, meranie hybnosti, aplikácie detekčných systémov – medicínske aplikácie, geofyzikálne aplikácie, kozmický výskum, detekčné systémy pre experimenty fyziky vysokých energií.

0/100

Vedieť aplikovať komplexné metódy určovania základných fyzikálnych charakteristík a využívať detekčné systémy v rôznych oblastiach ľudskej činnosti.

Analysis of environmental radionuclides / editor Pavel P. Povinec. Amsterdam: Elsevier, 2008

K. Froelich at al.: Environmental radionuclides: tracers and timers of terrestrial processes. Elsevier, 2010

J.E.Till at al.: Radiological risk assessment and environmental analysis. Oxford University Press, 2008

M. Bakaran, Radon: A Tracer for Geological, Geophysical and Geochemical Studies, Springer, 2016

Za semester môže študent získať 50% za projekt k predmetu a jeho prezentáciu a záverečná ústna skúška má váhu 50%. Študent musí získať aspoň polovicu bodov za projekt, aby mohol absolvovať záverečnú ústnu skúšku. Zo záverečnej ústnej skúšky musí študent získať aspoň 26 bodov.

Známkovanie: A (100-91), B (90-81), C (80-71), D (70-61), E (60-51), FX (50-0).

Váha priebežného / záverečného hodnotenia: Priebežné hodnotenie 50% (projekt + jeho prezentácia) / 50% záverečná ústna skúška.

slovenský, anglický

1. Prírodné a umelé zdroje žiarenia.

2. Migrácia, koncentrácie a variácie rádionuklidov.

3. Environmentálne modely: šírenie rádionuklidov v atmosfére, litosfére a hydrosfére.

4. Expozícia z oblakov a deponovaných rádionuklidov.

5. Využitie rádionuklidov ako stopovačov prírodných procesov.

6. Využitie radónu v environmentálnych štúdiách.

7. Dozimetria prírodných a umelých zdrojov žiarenia.

8. Spektrometria prírodného poľa žiarenia gama.

9. Laboratórne meranie prírodných vzoriek, monitorovanie umelých zdrojov žiarenia.

10. Fyzikálne princípy mikrodozimetrie: lineárny prenos energie, lineárna energia, merná energia.

11. Spektrá mikrodozimetrických veličín.

12. Experimentálne metódy mikrodozimetrie.

13. Aplikácie mikrodozimetrie v rádiobiológii, rádioterapii a v ochrane pred žiarením.

50/50

Študenti získajú aktuálne informácie a poznatky o niektorých moderných otázkach radiačnej fyziky a dozimetrie ionizujúceho žiarenia.

Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry / Frank Herbert Attix. Weinheim : Wiley-VCH , 2004

Priebežné hodnotenie: Test

Skúška: Ústna a písomná

Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%

slovenský, anglický

Rovnice pre transport nabitých a neutrálnych častíc a žiarenia, analytické riešenia, difúzna aproximácia, diskretizácia transportných javov, Monte Carlo metódy, techniky redukcie variancie v stochastických metódach, programový balík LCS a MCNPX, GEANT,

30/70

Pripraviť doktorandov na prácu s teoretickými aparátom radiačnej fyziky a s počítačovými kódmi používanými v oblasti simulácie transportu žiarenia a radiačnej ochrany.

Priebežné hodnotenie: test, prezentácia seminárnej práce

Skúška: skúška

slovenský, anglický

Súčasné trendy v jadrovej fyzike, jadrové procesy, superťažké jadrá, zriedkavé jadrové premeny, aplikácie jadrovej fyziky, nové detektory častíc, súčasné trendy v subjadrovej fyzike, fyzika za štandardným modelom, objavy nových častíc, neutrínová fyzika

100/0

Štúdium časopiseckej literatúry a prezentáciou získaných poznatkov v angličtine oboznámiť študentov s najnovšími trendami v oblasti jadrovej a subjadrovej fyziky

Electrostatic accelerators : Fundamentals and applications / R. Hellborg (ed.). Berlin : Springer, 2005

Priebežné hodnotenie: referáty k úlohám z praktika

slovenský, anglický

Základné princípy urýchľovačov. Tvorba iónov a ionových zväzkov. Analýza a detekcia iónových zväzkov. Produkcia izotopov pre medicínske aplikácie. Štúdium jadrovej štruktúry. Štúdium jadrových reakcií. Urýchľovačová hmotnostná spektrometria. Modifikácia materiálov. Analytické techniky s využitím urýchlených iónov – XRF, PIXE, RBS, ERDA, Mössbauerova spectroskopia, XPS, NAA a PIGE.

Produkcia širokej škály iónových zväzkov z plynných a pevných materiálov. Hmotnostná spektrometria a identifikovanie jednotlivých prvkov. Tvorba vysokoenergetických (MeV) zväzkov a ich interakcia s materiálom. Detekcia produkovaných častíc pri interakciách.

100/0

Získať znalosti o základných princípoch urýchľovania nabitých častíc a o možnosťiach ich využitia v nukleárnom a materiálovom výskume. Študenti si osvoja proces produkcie a transportu iónových zväzkov v elektrických a magnetických poliach.Budú schopní experimentálne overiť interakcie prevažne ťažkých iónov s rôznymi materiálmi a sledovať vytvorené zmeny.

Introduction to elementary particles / David Griffiths. Weinheim : Wiley-VCH, 2008

Quarks and leptons: : An introductory course in modern particle physics / Francis Halzen, Alan D. Martin. [s.l.] : John Wiley, 1984

An introduction to quantum field theory / Michael E. Peskin, Daniel V. Schroeder. Boulder : Westview Press, 1995

Expected performance of the ATLAS experiment detector, trigger and physics : The ATLAS collaboration : Volume 3: Higgs Boson, supersymmetry, exotic processes. Geneva : CERN-OPEN, 2009

Priebežné hodnotenie: domáce úlohy (30%)

Skúška: ústna (70%) Postup na skúšku je podmienený vypracovaním zadaných domácich úloh

Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%

slovenský, anglický

1. Stručný prehľad základov fyziky elementárnych častíc.

2. Interakcia častíc so spinom 0 a 1/2 s elektromagneticlým poľom.

3. O kvantovaní polí. Matica rozptylu a jej rozvoj,

4. Kauzalita a Greenova funkcia, propagátory častíc s rôznym spinom

5. Druhý rád poruchovej teórie a renormalizácia náboja, bežiaca väzbová konštanta

6. Dimenzionálna regularizácia a renormalizácia .

7. Štruktúra hadrónov. Partónový model, partónové distribučné funkcie.

8. Základy kvantovej chromodynamiky. Evolúcia kvarkových a gluónových hustôt - DGLAP.

9. Aplikácia QCD. Top kvarková fyzika - účinné prierezy“ teória a experiment,

10. Slabé interakcie - rozpad miónu a narušenie C a P. Oscilácie neutrálnych K-, D- a B-mezónov.

11. Elektro-slabé zjednotenie, kalibračné symetrie, spontánne narušenie symetrie.

12. Štandardný model. Hmotnosti častíc.

13. Fyzika Higgsovho bozónu, vektorových W a Z bozónov a nová fyzika.

30/70

Študenti si prehĺbia znalosti o elektromagnetických, slabých a silných interakciách častí, o hlboko-nepružných procesoch - hlavne o elektrón-protónovom a hadrón-hadrónovom nepružnom rozptyle. Bude podaný nový pohľad na procesy vyšších rádov a na procedúru renormalizácie. Budú vysvetlené základy kvantovej chromodynamiky, včítane evolučných rovníc pre kvarkové a gluónové hustoty. Ďalej to budú otázky týkajúce sa slabých procesov a s nimi spojených javov narušenia C , P a CP-parity, otázky zjednotenia elektromagnetických a slabých interakcií a základy Štandardného modelu a novej fyziky.

O. Behnke, K. Kröninger, G. Schott, T. Schörner-Sadenius, Data Analysis in High Energy Physics: A Practical Guide to Statistical Methods, John Wiley & Sons Inc, (2013), S. 440.

R. J. Barlow, Statistics: A Guide to the use of Statistical Methods in the Physical Sciences, John Wiley & Sons Inc, (1989), S. 240.

G. Bohm, G. Zech, Introduction to Statistics and Data Analysis for Physicists, Verlag Deutsches Elektronen-Sychrotron (2010), S. 412. 470.

Priebežné hodnotenie: domáce úlohy

Skúška: ústna

Orientačná stupnica hodnotenia: A 90%, B 80%, C 70%, D 60%, E 50%

slovenský, anglický

1. Teória pravdepodobnosti a matematická štatistika. Propagácia neistôt, dekorelovanie náhodných premenných.

2. Náhodné rozdelenia vo fyzike, generovanie náhodných čísiel.

3. Estimátory a štatistické testy.

4. Fisherov diskriminant, p-hodnota a štatistická významnosť merania.

5. Strojové učenie (Machine learning) a jeho využitie vo fyzike. Využite ML pre klasifikáciu.

6. Trénovanie ML modelov, regularizačné metódy, výber vstupných premenných, unsupervised machine learning.

7. Dekonvolúcia (unfolding). Probĺemy naivného prístupu.

8. Parametrizovaný unfolding, Singular Value Decomposition Unfolding a Iterative Bayesian Unfolding.

9. Testovanie hypotéz. Kvantifikácia súladu dát s modelom. Chí kvadrát a likelihood prístupy.

10. Metóda maximálnej vierohodnosti (maximum likelihood) a odhad neistôt. Limity vylúčenia (exclusion limits).

11. Vplyv systematických neistôt na meranie a ich zahrnutie pomocou profilovej vierohodnosti.

12. Stochastické procesy. Markovove reťaze, modelovanie interakcie žiarenia s látkovým prostredím a transportná rovnica. Metódy redukcie neistôt.

50/50

Študent nadobudne znalosti týkajúce sa modelovania náhodných veličín, modelovania elementárnych procesov interakcie častíc s látkou. Prehĺbi si základy matematickej štatistiky, ktoré sú potrebné pre odhad charakteristík náhodného fyzikálneho experimentu. Prehĺbi si znalosti o testovaní hypotéz, o aplikáciách metód strojového učenia (machine learning). Zároveň získa prehľad o súčasne používaných pokročilých technikách pre odhad rozdelení dekenvolúciou odozvy detektora.

Nuclear structure from a simple perspective / R. F. Casten. Oxford : Oxford University Press, 2000

Introductory nuclear physics / Kenneth S. Krane. Hoboken : Wiley, 1988

Basic ideas and concepts in nuclear physics an introductory approach / Kris Heyde. Bristol : Institute of Physics Publishing, 1999

Cyriel Wagemans, The Nuclear Fission Process, CRC Press, 1991

K.S. Krane, Introductory Nuclear Physics, John Wiley & Sons, 1988.

Priebežné hodnotenie: domáce úlohy

Záverečné hodnotenie: ústna skúška

50% bodov na úspešné absolvovanie

slovenský, anglický

Zhrnutie vlastností atómového jadra. Deformácia jadra. Magnetické a elektrické momenty jadier. Sférický vrstvový model. Excitácie vo vrstvovom modeli. Tvarová koexistencia. Deformovaný vrstvový model. Kolektívne excitácie.

Jadrová izoméria. Rozpadová spektroskopia atómových jadier. Laserová spektorskopia. Štiepenie jadier.

Vybrané témy v jednotlivých oblastiach tabuľky izotopov. Neutrónové a protónové halo jadra. Vplyv štruktúry jadier na astrofyzikálne reakcie. Protónový a neutrónový dripline. Vplyv uzavretých vrstiev na stabilitu a rozpad atómových jadier. Nové magické čísla. Produkcia a vlastnosti superťažkých prvkov. Chémia superťažkých prvkov.

Využitie reakcie úplnej fúzie a separácia produktov reakcií. Využitie transfer reakcií. Fragmentácia a separácia fragmentov. Merania s využitím rádioaktívnych zväzkov. Dodatočné urýchlenie rádioaktívnych zväzkov.

20/80

Absolvovaním predmetu študenti získajú detailnejšie poznatky z jadrovej fyziky, štruktúry atómových jadier a aktuálne riešených témach vo fyzike atómových jadier.

1. Práca s odbornou a vedeckou literatúrou a s publikačnými databázami

2. Zásady správnej vedeckej práce

3. Príprava publikácie

4. Príprava konferenčnej prednášky

5. Príprava vedeckého grantu

6. Manažovanie vedeckého grantu po personálnej a finančnej stránke

7. Vedenie študentských a záverečných prác

[1] H.V. Klapdor-Kleingrotthause, Seventy years of double beta decay. World Scientific, (2010), S. 1520.

[2] B. Glegg, Dark matter and energy, Icon Books, (2019), S. 176.

[3] G. Heussser, Low-radioactivity background techniques. Annual Reviews of Nuclear and Particle Science, 1995, 45:543-90.

Hodnotenie predmetu prebieha formou priebežného (test) a záverečného hodnotenia (ústna skúška). Úspešné absolvovanie predmetu odráža dostatočnú orientáciu študenta v uvedenej problematike. Predmet bude klasifikovaný známkou absolvoval za predpokladu, že doktorand preukáže plnenie povinností minimálne na úrovni 51 %.

slovenský, anglický

Stručná osnova predmetu:

1. Nízkopozaďové detektory

2. Rádiogénne pozadie v nízkopozaďovej jadrovej fyzike

3. Kozmické žiarenie na povrchu a v podzemí

4. Monte Carlo simulácie pozadia od kozmického žiarenia

5. Monte Carlo simulácie príspevkov rádionuklidov k pozadiu

6. Rádioaktívna kontaminácia konštrukčných materiálov nízkopozaďových detektorov

7. Skríning rádioaktívnej čistoty pomocou rádiometrických metód

8. Analýzy rádioaktívnej čistoty hmotnostnou spektrometriou

9. Porovnanie podzemných laboratórií

10. Dvojitá beta premena

11. Tmavá hmota

12. Popredné experimenty na zriedkavé jadrové procesy v podzemných laboratóriách

13. Popredné experimenty na hľadanie častíc tmavej hmoty v podzemných laboratóriách

0/100

Absolvovaním predmetu získajú študenti znalosti o najnovších trendoch v experimentoch jadrovej a časticovej fyziky vykonávaných v podzemných laboratóriách pomocou nízkopozaďových detektorov.