קורסים שאינם מקנים נקודות זכות
22304 אסטרופיסיקה של אנרגיות גבוהות
22304 אסטרופיסיקה של אנרגיות גבוהות
4 נקודות זכות
שיוך: תואר שני / אסטרופיסיקה
שיוך נוסף: מדעים / מדעי הטבע / פיסיקה
תנאי קבלה: קבלה לתואר שני באסטרופיסיקה1, או אישור מיוחד של ועדת התואר השני באסטרופיסיקה
זהו קורס בחירה בתואר שני (MSc) באסטרופיסיקה. אסטרופיסיקה של אנרגיות גבוהות עוסקת בחקר התופעות הקיצוניות ביותר ביקום: חורים שחורים, כוכבי נייטרונים, פיצוצי סופרנובה, או סילונים הנעים במהירויות יחסותיות. תופעות כאלו מאפשרות לנו לחקור את תכונות החומר בתנאים קיצוניים של צפיפות, טמפרטורה ו/או שדות מגנטיים עצומים, בתנאי כבידה חזקה ובמהירויות מאוד קרובות למהירות האור. לאחרונה, לחלון התצפיתי האלקטרומגנטי הוותיק שלנו ליקום נוספו גם חלונות חדשים, בהם האסטרונומיה עושה שימוש בגלי כבידה או בחלקיקים אנרגטיים כגון נייטרינים או קרינה קוסמית. מטרת הקורס היא לתת תמונה רוחבית של תחום האסטרופיסיקה של אנרגיות גבוהות ולהקנות רקע וכלים חשובים עבור ביצוע מחקר בתחום מרתק זה.
נושאי הלימוד
הקורס יכסה חלק מהנושאים הבאים:
-
תהליכים פיסיקליים: קומפטוניזציה, יצירת זוגות, יינון, תנועת חלקיקים טעונים בשדה מגנטי, פיסיקת הפלסמה, מגנטו-הידרודינמיקה (MHD), ייצור של גלי כבידה או נייטרינים.
-
פיסיקה רלוונטית: גלי הלם, האצת חלקיקים, קרינה קוסמית, תנועה על-אורית.
-
כוכבים קומפקטיים: יצירה, פיצוצי סופרנובה, ספיחה, והעפת חומר החוצה.
-
מקרות אסטרופיסיקליים: גרעיני גלקסיות פעילים (קווזארים), מיקרו-קווזארים, הבזקי קרינת גמא, פולסארים, ערפיליות פולסארים, מגנטארים, הבזקי רדיו מהירים, אירועי קריעת כוכב גיאותית, צבירי גלקסיות.
חומר הלימוד
הספר:
M. S. Longair, High Energy Astrophysics, 3rd Ed. (Cambridge University Press, 2011).
--------------------------------------------------------------
High Energy Astrophysics (22304) Syllabus [Elective]
Credits: 4 postgraduate credits
Prerequisites: acceptance to MSc in astrophysics.
Course Overview:
This is an elective course for MSc students in astrophysics. It gives an overview of high-energy astrophysics and provides important background and tools for performing research in this exciting field. High-energy astrophysics studies the Universe at the extreme: black holes, neutron stars, exploding supernovae, and relativistically moving jets, which allow us to explore the properties of matter at extreme densities and temperatures, high velocities, huge magnetic fields, and strong gravity. Our traditional electromagnetic observational window has recently been supplemented by qualitatively new multi-messenger probes, including particle astronomy through neutrinos and cosmic rays, as well as gravitational wave astronomy.
The Topics covered in this course are:
-
Physical processes: Comptonization, pair production, ionization, particle in magnetic field, plasma, MHD, production of gravitational waves and neutrinos.
-
Related physics: shocks, particle acceleration, cosmic rays, super-luminal motion.
-
Compact stars: formation, supernova explosions, accretion and outflows.
-
Sources: active galactic nuclei, micro-quasars, gamma-ray bursts, pulsars, pulsar wind nebulae, magnetars, fast radio bursts, tidal disruption events, galaxy clusters.
Learning Objectives / Outcomes:
After completing the course the student should have a basic understanding of:
-
Relevant physical processes: Comptonization, gamma-gamma pair production, ionization (cooling and heating processes), motion of charged particles in a magnetic field, some basics of plasma physics and magneto-hydrodynamics (MHD), common processes that produce gravitational waves (coalesces of a compact object binary, rapidly spinning neutron stars or stellar explosions) or high-energy neutrinos (photo-meson, ion collisions).
-
Shock wave physics, particle acceleration (in shocks, shear flows, turbulence or charged-neutral conversion acceleration).
-
Cosmic rays: basic observed properties as well as Galactic and extragalactic production.
-
Accretion discs: the Shakura-Sunyaev thin disc model, different accretion regimes (ADAF, NDAF, ADIOS, MAD), inflow, outflow, corona, disc wind, jets.
-
Relativistic effects: self-lensing, photon ring, ISCO, relativistic beaming, jet – counter-jet asymmetry, super-luminal motion, orbital precession.
-
Formation and basic properties of white dwarfs, neutrons stars and black holes.
-
Basic properties of select sources: supernovae (types, possible mechanisms), active galactic nuclei (observations, models, unification schemes), micro-quasars (observations, models), gamma-ray bursts (broad overview), pulsars, pulsar wind nebulae, magnetars, fast radio bursts, tidal disruption events, galaxy clusters (brief overview).
Required Text
M. S. Longair, High Energy Astrophysics, 3rd Ed. (Cambridge University Press, 2011).
1 סטודנט שאינו עומד בתנאי הקבלה יכול, במקרים מסוימים, להירשם לקורס. לפרטים נוספים עיינו בסעיף קבלה לקורסים בודדים בתכנית הלימודים לתואר שני באסטרופיסיקה.