FYS205 Partikkelfysikk og kosmologi

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

• Matematikk og fysikk, bachelorprogram
• Fysikk, årsstudium
• Lektorutdanning for trinn 8-13, 5-årig masterutdanning

Anbefalte forkunnskaper

Matematikk R2, Fysikk 2 og FYS124 Mekanikk

Innhold

Emnet gir en oversikt over den moderne forståelsen av våre mest fundamentale naturlover samt vårt kosmologiske verdensbilde. Spesiell og generell relativitetsteori vil bli presentert, og Newtons gravitasjonslov vil bli studert. Kjernefysikk og radioaktivitet. Vår standardmodell for partikkelfysikk presenteres, både hvordan den er bygget opp teoretisk og hvordan den er verifisert eksperimentelt. Sentrale begreper som, C-, P- og CP-brudd, kvark-confinement, nøytrino-oscillasjoner, Feynmann-diagrammer og Higgs mekanismen vil bli diskutert.

Big Bang fenomenologien vil bli diskutert i detalj, med fokus på hva som er eksperimentelt observert samt mangler i vår teoretiske (og til dels eksperimentelle) forståelse. Eksempler på det siste er inflasjonsteorier, mørk materie, mørk energi, baryogenesis etc. Her vil vi se på koblingene til partikkelfysikken. I den sammenhengen vil mer spekulative teorier som prøver å løse noen av disse (og andre) problemer diskuteres. Her kan nevnes GUT teorier, supersymmetri, ekstra dimensjoner og streng teori. Eksperimentelle forsøk på å bekrefte disse teoriene vil bli diskutert.

Læringsutbytte

Studentene skal etter fullført emne:

• kunne sentrale begreper og prinsipper i den spesielle relativitetsteorien

• kunne bruke Newtons gravitasjonslov samt kjenne til generell relativitetsteori

• kjenne til hva som inngår i standardmodellen for partikkelfysikk

• kunne sentrale begreper og prinsipper i kjernefysikk, radioaktivitet og partikkelfysikk

• ha en forståelse for de observasjoner som underbygger vår moderne kosmologi

• kunne redegjøre for hva som er eksperimentelt underbygget kunnskap og hva som er spekulasjoner innom partikkelfysikk og kosmologi

Vilkår for å gå opp til eksamen

Obligatoriske laboratorieøvinger må være bestått.

For studenter i Lektorutdanningen 8-13 gjelder i tillegg følgende eksamenskrav: Praksis (PRA XXX) må være godkjent.

Studenter som ikke er i lektorutdanningen må i tillegg ha bestått innleveringsoppgaver for å kunne gå opp til eksamen.

Undervisnings- og læringsformer

Forelesninger, grupper og obligatorisk laboratorieøvinger.

Forelesningene vil også inneholde demonstrasjoner, beregninger.

Studenter i lektorutdanningen har praksis og de andre studentene har obligatoriske innleveringsoppgaver.

En detaljert studieplan for emnet deles ut ved semesterstart.

Emnet har et forventet arbeidsomfang på 270 timer.

Studentevaluering

Studieprogramleder i samråd med studenttillitsvalgt fastsetter evalueringsform og om emnene skal ha midtveis- eller sluttevaluering, jf. kvalitetssystemet kapittel 4.1. Informasjon om evalueringsform for emnet publiseres i Canvas.

Opptakskrav hvis tilbudt som enkeltemne

R1/(S1+S2) og enten (R1+R2) eller (FYS1+2) eller (KJE1+2) eller (BIO1+2) eller (INFO1+2) eller (GEO1+2) eller (TEK1+2)

Eksamen

Muntlig eksamen, 30 min. Gradert karakter.

Reduksjon i studiepoeng

Innholdet i dette emnet dekkes helt eller delvis av annet emne. Tas ett av disse emnene i tillegg, reduseres studiepoengene som følger:

Emne	Studiepoengreduksjon
FYS132 – Innføring i fysikk 2	2