Računalne metode u modernoj fizici
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.
Opis predmeta
Kroz četiri teme prezentiraju se različite računalne metode koje se koriste za simulacije problema u suvremenoj fizici.
Praćenje zrake (ray-tracing) u zakrivljenom prostorvremenu: Prostorvrijeme. Zakrivljeno prostorvrijeme. Metrika. Duljina krivulje. Riemannov tenzor. Einsteinova jednadžba i sfernosimetrična rješenja. Propagacija svjetlosti u zakrivljenom prostorvremenu. Numerička rješenja diferencijalnih jednadžbi. Praćenje zrake (engl. raytracing). Gravitacijska leća.
Primjena strojnogu učenja na klasifikaciju događaja u fizici visokih energija: Uvod u gama astronomiju s tla: astronomski objekti, instrumenti. Lanac prikupljanja i analize podataka. Rekonstrukcija događaja. Problem odvajanja signala uz visoki šum. Primjena stabala odluke (engl. random forest) na problem gama-hadron separacije.
Atomska veza u materijalima: kvantno-mehanički model i klasično pojednostavljenje. Kristalna rešetka. Adsorpcija na površini materijala: kemisorpcija i fizisorpcija. Slojevi Van der Waalsovih materijala (grafen kao primjer). Simulacije nalaženja optimalne strukture u kvantno-mehaničkom i klasičnom modelu.
Proračun štitova od ionizirajućeg zračenja brzim inženjerskim metodama. Metoda Greenovih funkcija za točkaste i raspodijeljene izvore zračenja. Faktor nakupljanja gama zračenja u štitovima. Greenova funkcija za uklanjanje brzih neutrona u vodi. Difuzijska aproksimacija transportne jednadžbe neutrona i neke njezine primjene.
Studijski programi
Sveučilišni preddiplomski
Izborni predmeti (6. semestar)[FER3-HR] Računarstvo - studij
Izborni predmeti
(6. semestar)
Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (2. semestar)[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti
(2. semestar)
Ishodi učenja
- Opisati zakrivljenost prostora i putanju svjetlosti u zakrivljenom prostoru.
- Primijeniti metodu praćenja zrake na probleme u optici.
- Opisati kristalnu rešetku i međuatomske sile.
- Primijeniti koncept sile i energije na pronalaženje optimalne konfiguracije sustava.
- Objasniti pojmove interakcija kratkog i dugog dosega.
- Identificirati kvantitativno naglu promjenu strukture sustava.
- Primijeniti algoritam strojnog učenja na problem klasifikacije.
Oblici nastave
Predavanja
Uvod u fiziku zadanog problema
Samostalni zadaciRad na projektima
LaboratorijPomoć u radu na projektima
Način ocjenjivanja
Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
Domaće zadaće | 0 % | 100 % | 0 % | 0 % | ||
Sudjelovanje u nastavi | 75 % | 0 % | 75 % | 0 % | ||
Ispit: Usmeni | 100 % |
Tjedni plan nastave
- Događaji u fizici visokih energija
- Događaji u fizici visokih energija, Primjena strojnog učenja na klasifikaciju događaja
- Primjena strojnog učenja na klasifikaciju događaja
- Metrika u zakrivljenom prostor-vremenu
- Jednadžba geodezike, Metrika u zakrivljenom prostor-vremenu
- Jednadžba geodezike, Praćenje trajektorija fotona
- Praćenje trajektorija fotona
- Međuispit
- Interakcije Van der Waalsovom silom
- Interakcije Van der Waalsovom silom, Slojevi grafena
- Slojevi grafena
- Štitovi od ionizirajućeg zračenja. Gama zračenja u štitovima.
- Transportne jednadžbe neutrona i primjene.
- Transportne jednadžbe neutrona i primjene.
- Završni ispit
Literatura
(.), V. Šips, I. Rendulić: Uvod u fiziku čvrstog stanja,
(.), General Relativity, MIT OpenCourseWare https://ocw.mit.edu/ans15436/ZipForEndUsers/8/8-962-spring-2006/8-962-spring-2006.zip,
(.), Albert, J., et al. (2008). Implementation of the random forest method for the imaging atmospheric Cherenkov telescope MAGIC. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 588, 424,
Izvedba
ID 183467
Ljetni semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
13 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja
Ocjenjivanje
90 izvrstan
80 vrlo dobar
65 dobar
50 dovoljan