You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Nuklearna</strong> <strong>fizika</strong> je jednosemestralni kolegij na četvrtoj godini istraživačkog<br />
smjera studija Fizike. U okviru ovog kolegija studenti dobivaju uvid u granu<br />
fizike koja opisuje svojstva i strukturu materije na razini hadrona.<br />
<br />
ž ž ščć <br />
CJELINE:<br />
1) Nukleosinteza <br />
2) Struktura nukleona <br />
3) Nukleon‐nukleon <br />
međudjelovanje <br />
4) Globalna svojstva <br />
atomskih jezgri
Uvjeti za<br />
potpis <br />
Ocjena <br />
100%<br />
Redovito<br />
pohađanje nastave<br />
ponedjeljkom<br />
10-13 sati <br />
Dva kolokvija<br />
održana tijekom<br />
semestra<br />
50%<br />
Redovito pisanje<br />
zadaća i stjecanje<br />
10 bodova<br />
mjesečno <br />
Usmeni ispit <br />
50%<br />
Pozitivno<br />
ocijenjena dva<br />
kolokvija tijekom<br />
semestra <br />
Tijekom zimskog semestra održat će se dva kolokvija koji se sastoje od<br />
zadataka vezano uz vježbe. Usmeni dio ispita sadrži pitanja vezana uz<br />
predavanja.
PRAVILA STUDIRANJA / ETIČKI KODEKS<br />
Svi zadaci koji se predaju moraju biti izrađeni samostalno.<br />
Prepisivanje i kopiranje zadataka potpuno ili samo djelomično,<br />
kao posljedicu povlači nemogućnost dobivanja potpisa i kolegij je<br />
potrebno ponovno upisati u sljedećoj akademskoj godini.<br />
Prepisivanje i/ili korištenje nedozvoljenih sredstava na<br />
kolokvijima i/ili ispitima će biti sankcionirano.
<strong>Nuklearna</strong> <strong>fizika</strong><br />
istraživanja strukture tvari čija su svojstva određena<br />
jakom interakcijom<br />
nukleon<br />
neutronska zvijezda<br />
atomska jezgra<br />
>99% vidljivog Svemira
Raspon energija pobuđenja
Raspon gustoća – od kondenzirane materije do crnih rupa
Temeljne sile i dosezi djelovanja
Nukleon-Nukleon međudjelovanje:<br />
1. NN raspršenja kao funkcija energije<br />
projektila<br />
3. NN međudjelovanje<br />
veže atomske jezgre<br />
2. vezano stanje protona i<br />
neutrona - DEUTERON
MAPA NUKLIDA<br />
~250 stabilnih jezgara<br />
~2000 jezgara<br />
sintetiziranih<br />
u laboratoriju<br />
~5000-7000 jezgara<br />
u Svemiru
Evolucija tablice izotopa
NUKLEOSINTEZA: kad su i gdje nastale jezgre?<br />
1. primordijalna nukleosinteza<br />
2. nukleosinteza u<br />
zvijezdama: procesi<br />
fuzije jezgara -> svi<br />
elementi lakši od Co
(rapid) proces:<br />
Z <br />
N <br />
Niz uhvata neutrona i beta raspada stvara elemente<br />
teže od željeza. Ovakav proces mogao bi se dogoditi u <br />
eksploziji supernove.
Vezanje nuklearnog sustava:<br />
stabilne i radioaktivne jezgre<br />
Beta raspad<br />
Emisija protona
NUKLEARNA STRUKTURA<br />
Od kolektivnih modova pobuđenja, kvantno-mehaničkih<br />
efekata, modeliranja srednjeg polja jezgre,...<br />
Struktura jezgara na granicama stabilnosti, od halo<br />
Jezgara do super teških jezgara,...
DIMENZIJE JEZGRE, RASPODJELA MATERIJE I NABOJA<br />
“halo” jezgra
NUKLEARNI RASPADI<br />
Beta-raspad<br />
Gama-raspad<br />
Alfa-raspad<br />
<strong>Nuklearna</strong> fisija
MODELI ATOMSKE JEZGRE<br />
Opis dinamike nukleona u<br />
potencijalu jezgre.<br />
Kolektivna pobuđenja:<br />
vibracije i rotacije
ROTACIJE
VIBRACIJE<br />
Gigantske rezonancije: GDR, GMR, GQR, GTR …<br />
Egzotični modovi: “Pygmy” rezonancije (PDR), toroidalni modovi,...<br />
ISGMR<br />
IVGMR<br />
IVGQR<br />
Egzotični modovi <br />
u jezgrama<br />
bogatim<br />
protonima?<br />
PDR<br />
IVGDR<br />
ISGQR<br />
Animations:<br />
T. Aumann et al.
kvadrupolne vibracije sferične jezgre<br />
vibracije deformirane jezgre<br />
oktupolne vibracije<br />
rotacije deformirane jezgre
NUKLEARNE REAKCIJE<br />
U sudarima na niskim energijama<br />
stvara se složena jezgra.<br />
Sudari na jako visokim energijama<br />
(>200 Gev/nukleonu c.m.s.) -><br />
plazma kvarkova i gluona
• Č<br />
<br />
Primjena klaster i grid računalnih sustava, superračunala, ...
Eksperimentalna nuklearna <strong>fizika</strong> u Zagrebu <br />
M.Jakšić, ... (IRB): “Procesi interakcije ionskih <br />
snopova i nanostrukture” <br />
S.Szilner, N.Soić, M. Milin... (IRB+PMF):<br />
“Eksperimentalno istraživanje atomske jezgre:<br />
struktura i reakcije” <br />
Z.Basrak, R.Čaplar, ... (IRB): “Fizika teških iona” <br />
D.Bosnar,... (PMF): “QCD i jezgre; primjena <br />
nuklearnih metoda” <br />
+ više projekata fokusiranih na primjenu
6.0 MV EN Tandem Van de Graaff akcelerator <br />
(Institut Ruđer Bošković, Zagreb)<br />
Za ubrzavanje različitih ionskih snopova (od lakših iona kao što su<br />
vodik i litij, do težih iona kao C, O, Si, Cl, I itd. ) s naponima od 0.5<br />
do 6.0 MV
Teorijska nuklearna <strong>fizika</strong> u Zagrebu / PMF<br />
“<strong>Nuklearna</strong> struktura i nuklearna astro<strong>fizika</strong>”<br />
D.Vretenar T. Nikšić N. Paar <br />
Relativistička teorija srednjeg polja<br />
Aproksimacija slučajnih faza<br />
Egzotični modovi pobuđenja<br />
Struktura egzotičnih jezgara<br />
Astrofizički procesi slabe interakcije<br />
Reakcije inducirane neutrinima<br />
Model međudjelujućih bozona<br />
Model kolektivnog Hamiltonijana<br />
Veza između kvantne kromo-<br />
dinamike i strukture atomske<br />
jezgre <br />
Teorija energijskog funkcionala<br />
gustoće i primjena na strukturu<br />
atomske jezgre<br />
Struktura neutronske zvijezde<br />
Kvantni fazni prijelazi
NUKLEARNA ASTROFIZIKA<br />
Razumijevanje nuklearnih procesa na<br />
ekstremnim temperaturama i gustoćama<br />
Materija zvijezda<br />
Eksplozije zvijezda<br />
Materija bijelih patuljaka<br />
Neutronske zvijezde<br />
itd.<br />
Povezuje nuklearnu eksperimentalnu i <br />
teorijsku fiziku, modeliranje evolucije zvijezda<br />
i astronomska promatranja
SINTEZA JEZGARA U ZVIJEZDAMA
ASTROFIZIKA DALEKO OD STABILNOSTI<br />
Istraživanja nuklearnih reakcija i procesa <br />
raspada (r, rp, nu-p, p,…) u eksplozivnim <br />
binarnim sustavima i evoluciji supernove
MODELIRANJE EVOLUCIJE SUPERNOVE<br />
T. Mezzacappa et al., ORNL, GenASiS code (2009)<br />
N. J. Hammer, H.-Th. Janka and E. Müller<br />
Astro<strong>phy</strong>s. J. 714, 1371 (2010)
Kvantna kromodinamika (QCD) i struktura hadrona<br />
Istraživanja fokusirana na primjenu elektromagnetske interakcije s ciljem<br />
uvida u strukturu nukleona, više-nukleonskih sustava i jezgara<br />
Struktura kvarkova i distribucija u nukleonima<br />
Sužanjstvo kvarkova u nukleonima<br />
Kvark-gluon porijeklo nuklearnog spina<br />
Distribucija naboja neutrona<br />
itd...
Fizika neutrina i nuklearna <strong>fizika</strong><br />
Nova era nuklearne fizike vezano uz neutrine<br />
niskih energija sa Sunca, supernove, i raspada u <br />
laboratoriju<br />
Uloga neutrina u astrofizičkim procesima i evoluciji<br />
supernove <br />
2003 KamLAND / Oscilacije neutrina potvrđene u <br />
mjerenju neutrina proizvedenih na zemlji (reaktor)<br />
Geoneutrini / nuklearni procesi u unutrašnjosti<br />
zemlje<br />
Fundamentalne simetrije, da li je neutrino Dirac ili<br />
Majorana čestica, dvostruki beta raspadi, itd...
• NUKLEARNA FIZIKA U EUROPI (izvor: NuPECC) <br />
Laboratori<br />
es
NUKLEARNA FIZIKA: VODEĆI UBRZIVAČI
→ eksperimenti sa nestabilnim jezgrama<br />
daju ključne informacije o nuklearnoj<br />
strukturi važnoj u astrofizičkim reakcijama<br />
http://www.gsi.de/fair/<br />
→ FAIR - ubrzivač nove generacije,<br />
eksperimenti sa snopovima antiprotona<br />
i radioaktivnih iona velikih intenziteta<br />
i energija<br />
→ snopovi nestabilnih jezgri od<br />
značaja za astrofizičke procese<br />
→ FAIR Kick-Off event – 7.11.2007,<br />
2014-2016 završetak izgradnje<br />
→ 1.2 Milijardi Eura
The Facility for Rare <br />
Isotope Beams (FRIB) <br />
Snažni snopovi rijetkih<br />
izotopa koji inače ne postoje <br />
na Zemlji<br />
FRIB će omogućiti uvid u <br />
svojstva egzotičnih jezgri kako<br />
bi se bolje razumijelo porijeklo <br />
kemijskih elemenata i evolucija<br />
svemira<br />
600 milijuna USD<br />
10 godina za izgradnju <br />
http://www.frib.msu.edu/
PRIMJENA NUKLEARNE FIZIKE U ENERGETICI<br />
PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE, TRANSMUTACIJA, FUZIJA<br />
ITER – međunarodni projekt za uspostavu eksperimentalnog postrojenja <br />
za proizvodnju električne energije zasnovanu na fuziji deuterija i tricija<br />
Tokamak za<br />
plazmu na 150<br />
milijuna o C <br />
http://www.iter.org
PRIMJENA NUKLEARNE FIZIKE U MEDICINI <br />
OSLIKAVANJE, LIJEČENJE<br />
U. Amaldi, Nuclear Physics A 751 (2005) 409c–428c
Oslikavanje srca zasnovano na nuklearnoj magnetskoj rezonanciji (NMR) <br />
Katedra za radiologiju, <br />
Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu
Change language