
Física d'Altes Energies
Codi: 103947Crèdits: 6
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Física | OP | 4 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Alex Pomarol Clotet
- Correu electrònic :
- alex.pomarol@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
És altament recomanable haver seguit els cursos d'Introducció a la Física Nuclear i de Partícules, Mecànica Quàntica, Mecànica Teòrica i Sistemes No Lineals, i Electrodinàmica i Radiació de Sincrotró, Mètodes Matemàtics Avançats, i seguir, en paral·lel, el curs de Mecànica Quàntica Avançada.
Objectius
L’objectiu principal d’aquest curs és oferir una introducció a la física de partícules moderna, començant per com es defineixen les partícules i les interaccions, i utilitzant aquest marc per descriure les interaccions electromagnètica, forta i feble, fins a culminar en la formulació del Model Estàndard de les partícules elementals
Resultats d'aprenentatge
- Fer treballs acadèmics de manera independent usant bibliografia (especialment en anglès), bases de dades i col·laborant amb altres professionals.
- Comunicar eficaçment informació complexa de manera clara i concisa, ja sigui oralment, per escrit o mitjançant TIC, i en presència de públic, tant a públics especialitzats com generals.
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, usar correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics.
- Treballar autònomament, tenir iniciativa pròpia, ser capaç d'organitzar-se per assolir uns resultats i planejar i executar un projecte.
- Treballar en grup, assumir responsabilitats compartides i interaccionar professionalment i de manera constructiva amb altres persones amb un respecte absolut als seus drets.
- Aplicar la invariància gauge per a la determinació dels lagrangians de les interaccions electrofebles i de la cromodinàmica quàntica.
- Obtenir amplituds de transició de processos electrofebles i forts senzills utilitzant les regles de Feynman.
- Calcular seccions eficaces de processos electrofebles i forts senzills.
- Establir les bases per a la formulació completa de les teories quàntiques de camps abelianes i no abelianes.
- Formular les bases per a les tècniques de detecció de partícules elementals.
- Analitzar les aproximacions a nivell arbre de processos electrofebles i forts senzills.
- Analitzar els límits d'alta i baixa energia de processos electrofebles i forts senzills.
- Utilitzar les regles de Feynman en processos forts i electrofebles senzills
- Estructurar i desenvolupar, a partir d'un estat inicial i final concrets, l'estratègia i el càlcul de la secció eficaç d'un procés fort o electrofeble.
- Identificar situacions que necessiten un canvi o millora.
- Identificar les implicacions socials, econòmiques i mediambientals de les activitats academicoprofessionals de l'àmbit de coneixement propi.
- Fer servir el teorema de Noether en teories quàntiques de camps.
Continguts
HIGH-ENERGY PHYSICS (PARTICLE PHYSICS)
- Motivation: (Book 1 and 2 of bibliography)
- The need for relativistic quantum mechanics
- Natural units & scales in physics
- Symmetries: (Book 2,3,4 and 5)
- Review of group theory
- Spacetime symmetries: Lorentz & Poincare group
- Massive and massless particle representations
- Global symmetries
- Elementary particles: (Book 2,3,4 and 5)
- Definition of particle & multi-particle states
- From particles to fields
- Building theories for particle interactions
- Elementary Processes: (Book 3,6 and 7)
- S-matrix & scattering amplitudes
- Cross-section and decay width
- Perturbation theory
- Quantum ElectroDynamics (QED): (Book 2,3, 6 and 8)
- From massive to massless spin-1 interactions and need for symmetries
- Gauge theories
- Electrons & positrons, and their interactions with photons
- Basic QED physical processes
- Strong Interactions: (Book 2, 4 and 8)
- Hadrons and their approximate symmetries
- Quark model
- Non-abelian gauge theories
- Quantum ChromoDynamics (QCD)
- Quark confinement & physical implications
- Weak Interactions: (Book 2, 4 and 8)
- Experimental evidences of neutrinos
- Fermi Theory of charged currents
- Neutral currents
- W and Z boson and the electro-weak theory
- The Higgs mechanism & the Higgs particle
- Standard Model of elementary particles:
- Particle content
- Main problems in particle physics:
- Dark Matter, Quantum Gravity, unification of forces,…
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Estudi dels fonaments teòrics | 60 | 2,4 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |
| Lliçons teòriques | 33 | 1,32 | 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |
| Exercicis | 16 | 0,64 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16 |
| Exercicis | 29 | 1,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 |
Lliçons teòriques i exercicis.
Treball a classe i a casa.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen 2a part | 70% | 3 | 0,12 | 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 17 |
| Examen 1a part | 20% | 3 | 0,12 | 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17 |
| Examen de recuperació | 90% | 3 | 0,12 | 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17 |
| Treball a casa | 10% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
S'avaluarà mitjançant dos exàmens i uns exercicis per fer a casa
Bibliografia
Bibliography:
1) “The anthropic cosmological principle”, J.D. BARROW and F.J. TIPLER, OXFORD UNIVERSITY PRESS, 1986)
2) ”Concepts of Elementary Particle Physics, M. Pekin, Oxford University Press, 2019
3) “Fundamentals of Quantum Field Theory”, R. Luty and T. Cohen, pdf version on the campus virtual
4) "Gauge theory of elementary particle physics\", T.-P. CHENG and L.-F. LI, CLARENDON PRES (OXFORD)
5) “Quantum Field Theory”, L.H. Ryder, Cambridge University Press 1996
6) "Quantum Field Theory and the Standard Model\", MATTHEW D. SCHWARTZ, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS
7)”Introduction to quantum field theory\", M.E. Peskin and D.V. Schroeder, ISBN 0-201-50397-2
8) “QUARKS AND LEPTONS: An Introductory Course in Modern Particle Physics”, F. Halzen and A. D. Martin, JOHN WILEY &SONS
Programari
És recomanable utilitzar Mathematica Student Edition.
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Tipus de docència | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoria | 1 | Anglès | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 1 | Anglès | segon quadrimestre | tarda |