Jernej Fesel Kamenik’s Teaching

2019/20 Seminar

(študenti s priimki, ki se pričnejo na M-Ž)

Termini so ob sredah med 8h in 10h v F4.

Seznam tem (sproti dopolnjuje B. Golob).

Prijava na termin je možna po elektronski pošti. Ob prijavi sporočite temo, predlagan datum predstavitve in ime mentorja v odobritev. Predvidena je dvojna zasedenost terminov (trenutni razpored terminov je spodaj).

Pisno obliko seminarja je potrebno oddati najkasneje dva tedna pred predstavitvijo, slikovno predstavitev pa vsaj tri dni prej. Seminar (pisno obliko in predstavitev) lahko oddate šele po pregledu in odobritvi mentorja.

Poleg pisne oblike seminarja in predstavitve se pri predmetu ocenjuje tudi sodelovanje v smislu diskusije oz. zastavljanja vprašanj/komentarjev.

Dodatni viri:

Navodila za pripravo seminarja (prof. M. Zgonik)

Dodatni nasveti (B. Golob)

Primeri seminarjev in predstavitev

Razpored

Datum	Vp. st.	Naslov	Mentor
19. 2. 2020
		Uvod/navodila	Jernej F. Kamenik
26. 2. 2020

4. 3. 2020	28141039	Eksperimentalna kvantna teleportacija	Anton Ramšak

11. 3. 2020

18. 3. 2020	28161052	Odkrivanje eksoplanetov	Tomaž Zwitter
	28171100	Kvantna tomografija	Tomaž Rejec
25. 3. 2020	28161090	Trki jat galaksij	Dunja Fabjan
	28171114	Sončev magnetizem	Simon Širca
	28161068	Helioseizmologija	Simon Širca
1. 4. 2020	28171087	Nerešljivi problem nabojnega polmera protona	Miha Mihovilovič
	28171108	Strojno učenje v fiziki snovi	Miha Ravnik
	28171082	Bogatenje urana z metodo AVLIS	Iztok Tilselj
8. 4. 2020	28151016	Izkoriščanje energije morja	Bostjan Golob
	28171077	Pozitronska emisijska tomografija	Andrej Studen
15. 4. 2020	28161061	Triboluminiscenca	Simon Širca
	28161086	Frustrirani sistemi in entropija	Andrej Zorko
22. 4. 2020	28161047	Razgrinjanje lastnosti nevtrinov z jedrskimi eksperimenti	Miha Mihovilovič
	28171002	Nevidnost	Miha Ravnik
29. 4. 2020	28151087	Naravni kvazikristali	Primož Ziherl
	28171091	Umetne mišice	Miha Ravnik
6. 5. 2020	28171066	Izkoriščanje energije Sonca	Bostjan Golob
	28171017	Nevtronska holografija	Simon Širca
13. 5. 2020	28161070	Torijev gorivni cikelj	Iztok Tiselj
	28171118	Kemija zvezd preko fotometrije	Tomaž Zwitter
	28161087	Uporaba strojnega učenja za klasifikacijo Alzheimerjeve bolezni	Robert Jeraj
20. 5. 2020	28171088	Majoranovi fermioni	Rok Žitko
	28171081	Topoloska svetloba	Miha Ravnik
27. 5. 2020	28161057	Bose-Einsteinova kondenzacija svetlobe	Martin Klanjšek
	28171116	Kvantna kriptografija	Tomaž Rejec

Ocene

Vp. Stevilka	Ocena
28141039	9
28151016	7
28151087	9
28161047	8
28161052	8
28161061	9
28161068	8
28161070	8
28161086	10
28161087	7
28161090	9
28171002	10
28171017	9
28171066	8
28171077	8
28171081	7
28171082	10
28171087	9
28171088	8
28171091	8
28171100	8
28171108	9
28171114	10
28171116	7
28171118	8

2019/20 Jedra, kvarki in leptoni

Predavanja so ob petkih med 8h in 11h v F5.

Predlagana literatura:

F. Halzen & A. D. Martin: Quarks & Leptons

H. Georgi: Lie Algebras in Particle Physics

J. F. Kamenik: Flavour Physics and CP Violation

Asistent: Nejc Košnik

Vaje so ob torkih med 9h in 11h v F3.

Snov

Datum	Snov	Dodatno
4. 10.	Rotacije, Lie-jeva grupa, unitarna reprezentacija, generator (tirna vrtilna količina), ohranitev pričakovane vrednosti; grupa SU(2), primer za sistem spinov s = 1/2; kombiniranje reprezentacij (Clesch-Gordanovi koef.), izražava v jeziku grup (multipleti).
11. 10.	Grupa SU(3), tripletna, oktetna in singletna upodobitev; grupa SU(3) za okus, multipleti hadronov. Youngovi tabloji.
18. 10.	Youngovi tabloji do konca. Valovne funkcije hadronov. Barvna SU(3) in gluoni; ujetost in konstituitivne mase kvarkov. Spin-spin interakcija in hiperfini razklop mas hadronov.
25. 10.	Kvarkonij, analogija s pozitronijem; zastrti razpadi kvarkonija, pravilo OZI; spekter čarmonija, razpadi stanj. Okusna SU(4) simetrija. Simetrije tezkih kvarkov. Elektrodinamika Klein-Gordonovih delcev (ponovitev).	spekter carmonija, klasifikacija hadronov z SU(4) simetrijo
8. 11.	Casovno urejena kvantna perturbacijska teorija; izvor fotonskega propagatorja. Lorentzova in Poincarejeva grupa; generatorji, upodobitve in konstante gibanja. Diracova enacba in spinorska upodobitev Lorentzove grupe. Tok in gostota Diracovih delcev; transformacijske lastnosti bispinorjev, Cliffordova algebra.
15. 11.	Elektrodinamika Diracovih delcev (ponovitev); Mollerjevo sipanje; sipanje elektronov na staticnih mionih. Fizikalne polarizacije fotonov in umeritvena invarianca. Propagatorji kot Greenove funkcije.
22. 11.	Propagatorji kot Greenove funkcije do konca; prostostne stopnje virtualnih fotonov. Comptonovo sipanje. Elasticno sipanje elektronov na staticni porazdelitvi naboja.
29. 11.	Elasticno sipanje elektronov na protonih – protonski EM oblikovni faktorji. Neelasticno sipanje elektronov na protonih – protonske strukturne funkcije; neelasticno sipanje (virtualnih) fotonov na protonih, interpretacija nefizikalnih polarizacij in povezava z strukturnimi funkcijami. Partonski model protona in skaliranje Bjorkena.	Meritve strukturne funkcije protona in skaliranje Bjorkena
6. 12.	Identifikacija partonov s kvarki; partonske distribucijske funkcije.	Partonske distribucijske funkcije
13. 12.	Prisotnost gluonov v protonu skozi neelasticno sipanje; gluonska distribucijska funkcija; kolinearna emisija gluonov; krsitve skaliranja Bjorkena; evolucija partonskih distribucijskih funkcij – enacbe Altarelli Parisi.	Spekter pT v globokem neelasticnem sipanju
20. 12.	Proces Drell-Yan; anihilacija e+ e- v hadrone, fragmentacijske funkcije. Sibke interakcije v Fermijevem modelu (ponovitev), sipanje nevtrinov na jedrih (nabiti tokovi, nevtralni tokovi). Zapis sibkih tokov s pomocjo SU(2) sibkega izospina. Hipernaboj in SU(2)_L x U(1)_Y model elektrosibkih interakcij.
10. 1.	Elektrosibka vektorska polja, mesanje Z-foton, sibki mesalni kot; Fermijev model kot nizkoenergijska limita elektrosibke teorije; dolocitev parametrov iz nizkoenergijskih procesov; Resonanca Z. Umeritvena invariance elektromagnetizma in masa fotona; Umeritvena invarianca neabelskih grup. Spontani zlom simetrije.
17. 1.	Spontani zlom zvezne simetrije, Goldstonovi bozoni. Higgsov mehanizem, aplikacija na elektrosibko teorijo – standardni model; mase fermionov. Unitarnost in renormalizabilnost napovedi sibkih procesov v elektrosibki teoriji. Mesanje in oscilacije nevtralnih mezonov, casovno odvisna razpadna sirina, napovedi znotraj standardnega modela.

Date	Content	Extras
4. 10.	Rotations, Lie groups, unitary representation, generator (angular momentum), conservation of expectation values; SU(2) group, example for a spin system s = 1/2; combining representations (Clesch-Gordan coefs.), in terms of group theory (multiplets).
11. 10.	SU(3) group, triplet, octet and singlet representation; SU(3) flavour group, hadron multiplets. Young tableaux.
18. 10.	Young tableaux (finish). Wave functions of hadrons. Color SU(3) and gluons; confinenment and constituent quakr masses. Spin-spin interaction and hyperfine mass splitting of hadrons.
25. 10.	Quarkonium, analogy with positronium; suppressed quarkonium decays, OZI rule; charmonium spectrum, decays. Flavour SU(4) symmetry. Symmetries of heavy quarks. Electrodynamics of Klein-Gordon particles (refresh).	charmonium spectrum, classification of hadrons with SU(4) symmetry
8. 11.	Yime ordered quantum perturbation theory; origin of photon propagator. Lorentz and Poincare grups; generators, representations and constants of motion. Dirac equation and spinor representation of Lorentz group. Current and density of Dirac particles; transformation properties of bispinors, Clifford algebra.
15. 11.	Electrodynamics of Dirac particles (refresh); Moller scattering; scattering of electrons on static mions. Physical photon polarizations and gauge invariance. Propagators as Green functions.
22. 11.	Propagators as Green functions (finish); degrees of freedom of virtual photons. Compton scattering. Elastic scattering of electrons on static charge distribution.
29. 11.	Elastic scattering of electrons on protons – proton EM form factors. Inelastic scattering of electrons on protons – proton structure functions; Inelastic scattering of (virtual) photons on protons, interpretation of unphysical polarisations and connection to structure functions. Parton model of proton and Bjorken scalling.	Measurements of proton structure functions and Bjorken scalling
6. 12.	Identification of partons with quarks; parton distribution functions.	Parton distribution functions
13. 12.	Presence of gluons in proton through inelastic scattering; gluon distribution function; colinear emission of gluons; violation of Bjorken scattering; evolution of parton distribution functions – Altarelli Parisi equations.	pT spectrum in deep inelastic scattering
20. 12.	Drell-Yan process; annihilation of e+ e- into hadrons, fragmentation functions. weak interactions in Fermi model (refresh), scattering of neutrinos on nuclei (charged currents, neutral currents). Formulation of weak currents in terms of SU(2) weak isospin. Hypercharge and SU(2)_L x U(1)_Y model of electroweak interactions.
10. 1.	Electroweak vector fields, Z-photon mixing, weak mixing angle; Fermi model as low energy limit of electroweak theory; parameter determination from low energy processes; the Z resonance. Gauge invariance of electromagnetism and photon mass; Gauge invariance with non-Abelian groups. Spontaneous symmetry breaking.
17. 1.	Spontaneous breaking of continuous symmetry, Goldstone bosons. Higgs mechanism, application to EW theory – the standard model; fermion masses. Unitarity and renormalizability of weak processes in EW theory. Neutral meson mixing and oscillations, time dependent decay rates, predictions within the standard model.

Pogoji za pristop k ustnemu izpitu:

Opravljeni kolokviji oz. pisni izpit.

Izpitni roki:

2018/19 Fizika jedra in osnovnih delcev

Predavanja so ob ponedeljkih med 8h in 11h v F3.

Predlagana literatura:

E. Segre: Nuclei and Particles

M. A. Preston & R. K. Bhaduri: Structure of the Nucleus

F. Halzen & A. D. Martin: Quarks & Leptons

Asistent: Nejc Košnik

Vaje so ob četrtkih med 11h in 13h v F1.

Snov

Datum	Snov	Dodatno
18.2.	Uvod v fiziko jedra in osnovnih delcev. Masa in vezavna energija jedra.	Vezavna energija na nukleon Stabilna jedra
25.2.	Razsežnost in struktura jedra. Sipalni presek. Rutherfordovo sipanje. EM Oblikovni faktor. Spin jedra. Magnetni moment v kvantni mehaniki.	Rutherfordovo sipanje na jedru Radialna porazdelitev naboja v jedru
4.3.	Magnetni dipolni moment jedra. Schmidtove linije. Električni kvadrupolni moment jedra. Jedrski razpadi in reakcije. Stabilnost jeder na razpad alfa. Verjetnost za razpad alfa.	Schmidtove linije Stabilnost jeder na razpad alfa
11.3.	Geiger-Nuttalovo pravilo. Kinematika in fazni prostor razpada beta. Atomsko zajetje elektrona. Razpadi gama.	Geiger-Nuttalovo pravilo
18.3.	Osnovni delci in interakcije. EM in Yukawin potencial kot posledica izmenjave kvantov polja. De Broglieva val. dolžina. Klein-Gordonova enačba. Simetrije in ohranitveni zakoni.
28.3.	Izospin delcev in anti-delcev. Mocno sipanje hadronov. Resonancni sipalni presek.	Sipanje protonov in pionov na resonanci delta
1.4.	Simetrija val. funkc.; parnost, konjugacija naboja. Gell-Mannov kvarkovski model: psevdoskalarni, vektorski mezoni; barioni. Barva in teorija mocne interakcije.	Hadronski multipleti
8.4.	Senčenje naboja, polarizacija vakuuma, asimptotska svoboda in ujetje pri močni interakciji. Dipolni mag. moment nukleonov; masa kvarkov. Lorentzove transformacije; četverci. Verjetnostna gostota in tok delcev v Schroedingerjevi in Klein Gordonovi enač. Feynman-Stuckelbergova interpretacja antidelcev. EM interakcije skalarnih delcev.
15.4.	Diracova enačba, Paulijeve in Diracove (gama) matrike; (bi)spinorji, komutator Diracovega Hamiltoniana z vrtilno količino; sučnost; tok v Diracovi enacbi; uvedba EM potenciala v Diracovo enačbo; zapis interakcijskega člena za EM interakcijo.
9.5.	Weylova upodobitev; ohranjanje ročnosti – kiralnosti v ultrarelativistični limiti Diracovih fermionov; parnost v fermionskih tokovih; EM sipanje elektronov – Mollerjevo sipanje; nerelativistična limita.
13.5.	Sipanje e- mu- -> e- mu-; diferencialni sipalni presek, nepolariziran presek; križanje, e- e+ -> mu- mu+; e- e+ -> q qbar. Polarizirano sipanje. Sipanje preko šibke interakcije.	Razmerje sipalnih presekov R
20.5.	Šibka interakcija, uvod; Fermijev zapis šibke interakcije; kršitev parnosti, eksperiment s Co(60), kršitev parnosti in konjugacije naboja, operator CP; razpadna širina miona; razpad beta v Fermijevem modelu.
23.5.	Razpad beta v Fermijevem modelu do konca. Razpad nabitega piona. Nevtralni šibki tokovi. Mešanje kvarkovskih okusov. Matrika CKM. Kršitev CP.	Matriki CKM in PMNS
30.5.	Kršitev CP v sistemu nevtralnih kaonov. Delci v zgodnjem vesolju; Sakharovi pogoji. Nevtrinske oscilacije, matrika PMNS.	Meritve nevtrinskih oscilacij