logo_left header_right
     
 BME NTI > Oktatás > Képzések, tantárgyak > Mérnök-fizikus alapképzés (5 éves) > Mag- és részecskefizika I.

Mag- és részecskefizika I.

Tárgy neve Mag- és részecskefizika I.
Tárgykód BMETE802056
Oktató Dr. Sükösd Csaba
Előkövetelmény Kísérleti magfizika, Kvantummechanika
Kreditpont 4
Heti óraszám (ea./gyak./lab.) 3/0/0
Követelmény Vizsga

A tantárgy leírása

  • Alapállapotú atommagok mérhető adatainak áttekintése. A mag összetétele., energiája és stabilitásának feltételei. A magsugár. Impulzusmomentum és statisztika. Elektromágneses momentumok, és mérésük. A Schmidt-görbék. A mérési módszerek gyakorlati alkalmazása, az NMR, NQR és az NMR tomográfia.
  • Magmodellek. A töltött folyadékcsepp-modell és a félempírikus kötési-energia formula. A kötési energia telítettsége és a Fermi-gáz modell. A héjmodell alapgondolata, kísérleti bizonyítékai és következményei. Az egyesített magmodell alapgondolata, a magtörzs dinamikája.
  • A nukleonok között ható erők. A magerők főbb jellemzői a deuteron tulajdonságai alapján. Nukleonszórás kísérletek, és kétnukleon potenciálok. Töltésfüggetlenség és izospin. Tükörmagok. Izobár analóg állapotok. Töltésmultiplettek. A magerő mezonelméletének alapjai, a Yukawa-potenciál.
  • Atommagok gerjesztett állapotai. Részecske-lyuk és kollektív gerjesztések. Coulomb-gerjesztés, magas spinű állapotok, yrast-vonal, back-bending. Óriásrezonanciák. A gerjesztések erőssége és az összegszabály.
  • A magbomlások elméleti leírása.Elektromágneses multipólus átmenetek a magban és a Weisskopf -becslés. Kiválasztási szabályok. A bomlási valószínűség mérési módszerei. Az atommag gyenge kölcsönhatásai, a béta bomlás leírása. Fermi és Gamow-Teller átmenetek. A neutrínók és kísérleti kimutatásuk. A kölcsönhatási operátor alakja. Paritássértés béta-bomláskor, Wu kísérlete. Az alfa-bomlás elméleti leírása. Transzmissziós koefficiensek. Az alfa-spektroszkópiai faktor. Könnyű magok alfa-csomós szerkezete. A maghasadás. Hasadási neutronok, fragmentek, tömegeloszlás. Kettős hasadási gát.
  • A magreakciók tárgyalása. Alapfogalmak, megmaradó mennyiségek. Szórások kinematikai leírása, labor-rendszer és CM-rendszer. Parciális hullámok módszere, és az alkalmazás feltételei. Born-közelítés, DWBA. Direkt reakciók. Rezonanciák, közbenső mag és az optikai modell. Nehézion reakciókkal kapcsolatos fogalmak ('grazing angle', nukleáris 'szivárvány'-hatás). 
  • A magfúzió. A legfontosabb fúziós folyamatok. Fúzió a Napban és a csillagokban. Kísérletek a földi fúziós energiatermelésre. A plazmaállapot. Inerciális fúzió és mágneses összetartás. A stellarátor és a tokamak felépítése és működése. A JET és az ITER.
  • Nukleáris asztrofizika. A kozmológia alapjai. Nukleáris folyamatok az Őrobbanás során, primordiális nukleoszintézis. A neutronok szerepe a korai Univerzumban. A csillagok energiatermelése, az elemek kialakulása és a nukleáris csillagfejlődés. A Gamow-ablak. A pp ciklus és a CNO ciklus. A Nap-neutrínók rejtélye. Nukleáris elemfelépülés a vörös óriásokban. A csillagfejlődés végállomásai: a fehér törpe, a szupernovák és a neutroncsillagok.

Ajánlott irodalom

  • Györgyi Géza: Elméleti Magfizika Műszaki Könyvkiadó 1965
  • Muhin: Kisérleti Magfizika Tankönyvkiadó 1985
  • Neutronfizika (Szerk. Kiss Dezső)  Akadémiai Kiadó 1971
  • Eisenbud-Garvey-Wigner: Az atommag szerkezete Akadémiai Kiadó 1969
  • K. Krane: Introductory Nuclear Physics Wiley and Sons
  • Gombás-Kisdi : Bevezetés az Elméleti Fizikába 2. Akadémiai Kiadó 1971