6B05301 Физика элементарных частиц и космофизика

Дисциплины

• Введение в специальность

  Ознакомление с основными перспективными направлениями современной фундаментальной ядерной физики, историей и перспективами развития научно-технических центров и научных школ в областях ядерной физики, физики частиц, космических лучей, астрофизики и космологии; ознакомление с особенностями критических наукоемких технологий и обоснование престижности фундаментального ядерного образования.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 1
  

• Введение в специальность (фундаментальные исследования и физика частиц)

  Ознакомление с основными перспективными направлениями современной фундаментальной ядерной физики, историей и перспективами развития научно-технических центров и научных школ в областях ядерной физики, физики частиц, космических лучей, астрофизики и космологии.

  Год обучения - 2
  Семестр - 2
  Кредитов - 1
  

• Введение в Linux и языки программирования

  Знакомство с ОС Linux. Приобретение новых знаний в области компьютерных информационных технологий, знакомство с современными средствами программирования.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 1
  

• Приборы и техника ядернофизического эксперимента

  В рамках данного курса происходят изучение приборов и техники ядерно-физического эксперимента; планирование и проведение экспериментов с пучками частиц промежуточных и высоких энергий. Временные, пространственные и энергетические характеристики пучков. Особенности детекторов при высоких интенсивностях. Проведение экспериментов на ускорителях с фиксированными целями. Особенности экспериментов на коллайдерах.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 1
  

• Технический английский

  Владение английским языком важно для успешного ведения научной деятельности, как для общения с иностранными коллегами, так и для получения актуальной научной информации из зарубежных источников. Участие в международных научных конференциях предполагает умение грамотно представлять результаты своей работы на английском языке. Данный курс имеет целью помочь студентам развить свои навыки владения английским языком, навыки обсуждения заданной научной темы и представления научных результатов в виде докладов, расширить словарный запас в части специальных физических терминов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Программирование на языке Python

  Курс знакомит учащихся с основами и базовыми особенностями языка программирования, даёт навык работы со специализированными пакетами для обработки и анализа экспериментальных данных, а также работы с научным оборудованием.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Введение в систему компьютерной вёрстки Latex

  Курс направлен на получение студентами опыта оформления научно-исследовательских работ, отчетов, презентаций и статей в общепринятом в научном сообществе стандарте — системе компьютерной верстки LaTeX.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Основы профессиональной коммуникации на иностранном языке

  Программа дисциплины предназначена для студентов по направлению подготовки. Общие и профессиональные компетенции характеризуются не только професссиональными знаниями, навыками и умениями, но также развитыми социально-коммуникативными и собственно-коммуникативными способностями, обеспечивающими надлежащий уровень профессиональной деятельности. В формировании и развитии общих и профессиональных компетенций, прежде всего в международной сфере, существенное значение играет коммуникация на иностранном языке. Владение иностранным (английским) языком профессионалом предполагает владение всеми видами речевой деятельности, умение квалифицированно вести беседу на английском языке, прежде всего, в ситуациях профессионально - делового и официально-делового характера.

  Год обучения - 3
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Современные языки программирования (С++, Python, Fortran)

  Основное внимание уделено освоению языков программирования C++, Python, Fortran. Курс призван обеспечить необходимую общую подготовку студентов, желающих специализироваться в области моделирования и обработки данных в физике элементарных частиц.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Теория групп

  Данный курс посвящён обсуждению постулатов теории групп. Особенно акцентировано изучение групп Ли, которые используются в классификации физики частиц.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 3
  

• Численные методы

  В курсе излагаются основные сведения о классических и современных численных методах решения различных прикладных задач с использованием языка программирования Pyhton. В курсе затрагиваются такие темы как: прямые и итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений, решение нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений; интерполирование, дифференцирование и интегрирование, решение краевых задач и задач Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений, а также методы решения смешанных краевых задач для дифференциальных уравнений в частных производных. Каждая тема иллюстрируется с использованием интерактивных средств языка программирования Python и средств Jupiter notebook. В процессе обучения, студенты учатся реализовывать различные численные алгоритмы в виде программных комплексов и библиотек с использованием Python, что позволяет, в первую-очередь, освоить данные алгоритмы, а во вторую, улучшить навыки программирования. В процессе освоения дисциплины, студенты изучают следующий технологический стэк: Jupiter notebook, Anaconda, LaTex, Python и его библиотеки, Miro, Wolfram|Alpha.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 4
  

• Уравнения математической физики

  В курсе уравнений математической физики изучаются задачи для уравнений в частных производных, которые возникают в различных областях физики. Изложение курса начинается с рассмотрения нескольких физических процессов, приводящих к одним и тем же базовым математическим моделям. Этими базовыми моделями являются волновое уравнение, уравнение теплопроводности и диффузии, а также уравнения Лапласа и Пуассона. Студенты учатся ставить задачи для перечисленных уравнений, переходя от словесной формулировки физического процесса к его математическому описанию (математической модели). Основная часть курса посвящена описанию математического аппарата, необходимого для решения различных задач для уравнений в частных производных. Именно, рассматриваются краевые задачи, смешанные (или начально-краевые) задачи, а также задача Коши. Для решения этих задач используются метод Фурье, метод функции Грина, метод потенциалов и др. В заключительной части курса рассматриваются специальные функции, возникающие при решении задач для уравнений в частных производных. Излагается теория цилиндрических функций, классических ортогональных полиномов и сферических функций.

  Год обучения - 3
  Семестр - 2
  Кредитов - 4
  

• Физика мюонов космических лучей

  Курс нацелен на приобретение учащимися знаний о фундаментальных и прикладных аспектах физики мюонов космических лучей, о детекторах и установках для их регистрации и исследования, о методах обработки экспериментальных данных; приобретение навыков учета влияния различных физических процессов на характеристики потока мюонов. освоение основных методов и подходов мюонной диагностики.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Релятивистская квантовая механика

  Данный курс посвящён изучению постулатов релятивистской квантовой механики.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Взаимодействие излучений с веществом

  В рамках курса изучаются различные типы детекторов излучений, взаимодействие излучений с веществом детектора, методы формирования сигнала, его аналоговая обработка и преобразование в цифровой код. Также изучаются характеристики спектрометрических усилителей, амплитудно-цифровые и время–цифровые преобразователи, методы дискриминации частиц по различным параметрам импульса детектора.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Экспериментальная ядерная физика

  В рамках курса изучаются классификация и свойства элементарных частиц и ядер, типы взаимодействий в природе и их проявление в ядерных процессах. Рассматриваются основные характеристики и свойства процессов множественного рождения вторичных частиц при высоких энергиях.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Введение в статистический анализ данных

  Ознакомление студентов с основами статистической обработки данных, введение в методы статистического анализа, овладевание проблематикой определения статистических ошибок при обработке и анализе экспериментальных данных.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Русский язык и культура речи

  Цель курса «Русский язык и культура речи» – познакомить студентов с предметом и задачами названной учебной дисциплины; дать представление о месте русского языка среди других языков мира; познакомить с принципами акцентологических, орфоэпических, лексических и грамматических норм современного русского литературного языка; познакомить студентов с признаками его нелитературных разновидностей; познакомить студентов с особенностями функциональных стилей языка; познакомить студентов с особенностями научного стиля речи; познакомить студентов с особенностями первичных и вторичных жанров научных текстов; дать представление об использовании метатекста в разных типах научного текста в соответствии с его целями.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 1
  

• Кинематические методы в физике частиц

  Курс посвящен кинематическим методам анализа и описания процессов взаимодействия элементарных частиц — методам, широко используемым как в практике современного эксперимента, так и теоретических исследованиях. Большое внимание уделено кинематике процессов рождения и распада тяжелых частиц.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Вычислительные методы физики в пакете MathLab

  Курс посвящен введению в численные методы, применяемые для решения научных задач, а также методам их реализации в современных математических пакетах на примере MathWorks MATLAB.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Пакеты моделирования и обработки данных

  Курс посвящен программным пакетам GEANT4 и ROOT, широко используемым в настоящее время для моделирования и обработки данных современных экспериментов физики частиц и астрофизики, разработанным в Европейском Центре Ядерных Исследований. Дисциплина развивает понимание у студентов современных методик моделирования и анализа данных экспериментов в области физики элементарных частиц, умение проводить необходимые компьютерные вычисления для проведения и постановки эксперимента по измерению какой-либо величины, проверки какого-либо закона физики частиц.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 3
  

• Производственная практика (научно-исследовательская работа, физика элементарных частиц и космологии)

  Развитие навыков научно-исследовательской работы, углубление и практическое применение теоретических знаний, достижение уровня подготовки, сбор и анализ материалов, необходимых для выполнения бакалаврской работы, преддипломной практики, выпускной квалификационной работы.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 14
  

• Научная мысль в общекультурном контексте: формирование научных программ

  Особый подход ученых и философов к любому предмету – необходимость дать обоснованное, и из-за этого – часто довольно сложное определение этого предмета. В этом отличие научного подхода от житейского и практического. Но если физик стремится дать определения таких понятий как «материальная точка» и т.п., философ с древних времен задает вопрос «что есть бытие? Что значит быть?». Таким образом, анализ возникновения самых базовых понятий, связанных с нашим миром, позволит выяснить, когда родилась наука и философия, если мы установим, когда и при каких условиях люди стали задавать эти вопросы. С другой стороны, история науки демонстрирует, что дискуссия относительно подобных понятий и, соответственно, их переосмысление происходили достаточно регулярно. Кроме того, в ХХ столетии наука вплотную подошла к вопросам, которые традиционно относились к компетенции философии, метафизики и теологии: Что есть бытие? Что есть материя? Что такое движение? Откуда всё возникло? Как произошёл человек? Куда движется мир? Что такое сознание? Как возможна свобода в строго детерминированном мире? Что есть познание и знание? Сегодня наука раздроблена на отдельные сферы знания, которые когда-то были неотъемлемыми элементами единой культуры, а позднее принципиально разошлись. Но сегодня синтез научного знания востребован, как никогда раньше. И если наука строит научную картину мира, порождает научное мировоззрение, то естественно возникает вопрос: полна ли эта картина, целостно ли такое мировоззрение? Дело в том, что, например, объективные методы исследования, принятые на вооружение новоевропейской наукой, не позволяют включить в научную картину мира личность. Но ведь себя мы переживаем, прежде всего, как личность; другой для нас — это тоже личность, с которой можно вступить в диалог. Возникновение же новой, расширенной картины мира, неизбежно приведет к трансформации самой науки, к появлению новой методологии, к расширению сферы научного познания. Но это будет невозможно сделать, если не понять, какие закономерности лежат в основе развития науки и ее методологии, или точнее сказать, в основе развития научных программ. Именно поиску на эти вопросы и посвящен настоящий спецкурс.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 1
  

• Адронная физика

  Учебная дисциплина является введением в современную физику сильных взаимодействий при низких и промежуточных энергиях.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 4
  

• Ядерная электроника

  Курс предполагает ознакомление студентов с принципами построения современной электронной измерительной аппаратуры в физическом эксперименте, с современными стандартами ядерной электроники.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Введение в астрофизику и космологию

  Курс даёт студентам основные представления о структуре Вселенной, физике звезд и их эволюции, астрофизике космических лучей.

  Год обучения - 4
  Семестр - 1
  Кредитов - 2
  

• Физика элементарных частиц

  Курс нацелен на развитие понимания у студентов экспериментального значения законов физики элементарных частиц и их свойств, умения предлагать принципиальную схему эксперимента по измерению какой-либо величины, проверки какого-либо закона физики частиц.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 2
  

• Экспериментальные методы ядерной физики

  Изучение основ регистрации элементарных частиц и принципов работы детекторов излучений и их элементов, необходимых для решения экспериментальных задач по проведению современных длительных экспериментов в области физики частиц и астрофизики, а также получение навыков работы с элементами детекторов разных классов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 8
  

• Методы обработки результатов измерений

  Курс направлен на приобретение студентами знаний в области компьютерных информационных технологий, знакомство с современными методами обработки экспериментальных данных.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 2
  

• Экспериментальная физика частиц

  В рамках данного курса изучаются классификация и свойства элементарных частиц и ядер, типы взаимодействий в природе и их проявление в ядерных реакциях при высоких энергиях. Рассматриваются основные характеристики и свойства процессов рождения вторичных частиц, содержащих тяжёлые кварки. Изучаются основные положения Стандартной модели и систематизация наблюдаемых состояний в рамках этой модели.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 2
  

• Фундаментальные взаимодействия

  В курсе излагаются основы теории калибровочных полей – математического языка, на котором формулируется Стандартная Модель. Изучается конструкция калибровочной теории электрослабых взаимодействий Глэшоу-Вайнберга-Салама и вытекающей из неё эффективной теории Ферми.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 4
  

• Экспериментальные методы физики твердого тела

  В рамках данного курса излагается один из важнейших неразрушающих методов исследования твердых тел – метод рассеяния тепловых нейтронов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 2
  Кредитов - 8
  

Результаты обучения

• Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач
• Способен определять круг задач в рамках поставленной цели и выбирать оптимальные способы их решения, исходя из действующих правовых норм, имеющихся ресурсов и ограничений
• Способен осуществлять социальное взаимодействие и реализовывать свою роль в команде
• Способен воспринимать межкультурное разнообразие общества в социально-историческом, этическом и философском контекстах
• Способен управлять своим временем, выстраивать и реализовывать траекторию саморазвития на основе принципов образования в течение всей жизни
• Способен поддерживать должный уровень физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности
• Способен создавать и поддерживать в повседневной жизни и в профессиональной деятельности безопасные условия жизнедеятельности для сохранения природной среды, обеспечения устойчивого развития общества, в том числе при угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций и военных конфликтов
• Способен использовать базовые знания естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
• Способен использовать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, современные компьютерные технологии и информационные ресурсы в своей предметной области
• Способен проводить физические эксперименты по заданной методике, составлять описания проводимых исследований, отчетов, анализу результатов и подготовке научных публикаций

Похожие ОП