Guia en format PDF
Logo

Astrofísica d'Altes Energies

Codi: 42856
Crèdits: 6
2026/2027
Titulació Tipus Curs
Física d'Altes Energies, Astrofísica i Cosmologia / High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology OP 1

Professor/a de contacte

Nom :
Alessandro Patruno
Correu electrònic :
alessandro.patruno@uab.cat

Equip docent

Abelardo Moralejo Olaizola
Alessandro Patruno

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.

Prerequisits

És obligatori haver seguit el curs d’Introducció a la física del cosmos.
També es recomana, però no obligatori, haver seguit el curs de Tècniques d’observació.

Objectius

Els estudiants haurien de familiaritzar-se amb els fonaments bàsics de l’astrofísica d’alta energia, no només pel que fa a les fonts i processos astrofísics que produeixen raigs X, raigs gamma i raigs còsmics al nostre univers, sinó també amb els instruments que detecten aquests fotons / partícules.
El curs està dividit en tres blocs. La primera part és una descripció teòrica dels principals processos d’interacció de la matèria i la radiació en el domini energètic dels raigs X i gamma.
El segon descriu els detectors que funcionen actualment, els que estan en construcció i els que estan en disseny.
El tercer i últim bloc presenta la fenomenologia de diverses fonts còsmiques de raigs X, raigs gamma, raigs còsmics que s'han observat fins ara.

Resultats d'aprenentatge

  • CA14 (Adaptar els coneixements sobre la física de la radiació còsmica a noves situacions de l’astrofísica d’altes energies.) Adaptar els coneixements sobre la física de la radiació còsmica a noves situacions de l’astrofísica d’altes energies.
  • KA22 (Identificar els processos físics responsables de l'emissió, propagació i absorció de radiació còsmica (partícules carregades, fotons i neutrins).) Identificar els processos físics responsables de l'emissió, propagació i absorció de radiació còsmica (partícules carregades, fotons i neutrins).
  • SA51 (Aplicar els processos físics responsables de l'emissió, propagació i absorció de radiació còsmica (partícules carregades, fotons i neutrins).) Aplicar els processos físics responsables de l'emissió, propagació i absorció de radiació còsmica (partícules carregades, fotons i neutrins).
  • SA52 (Comparar els diferents tipus de detectors de radiació còsmica.) Comparar els diferents tipus de detectors de radiació còsmica.
  • SA53 (Analitzar els diferents tipus de detectors de radiació còsmica.) Analitzar els diferents tipus de detectors de radiació còsmica.
  • SA54 (Analitzar les diferents fonts de radiació còsmica.) Analitzar les diferents fonts de radiació còsmica.
  • SA55 (Fer servir eines bibliogràfiques, a la xarxa i en anglès, per aprofundir en els conceptes clau de l’astrofísica d’altes energies.) Fer servir eines bibliogràfiques, a la xarxa i en anglès, per aprofundir en els conceptes clau de l’astrofísica d’altes energies.

Continguts

Esquema del curs

1. Introducció. Processos físics


Producció de fotons d'alta energia (raigs X i gamma) i raigs còsmics.


Acceleració de partícules a l’univers.


2. Mètodes d’observació


Instrumentació de raigs X i gamma des de l’espai i desde la terra. Detectors de raigs còsmics.


Astronomia amb neutrins. Tècniques de detecció directa de matèria fosca.

3. El cosmos en altes energies


Fonts d'acreció: nanes blanques, estrelles de neutrons i forats negres en sistemes binaris. Nuclis actius de galaxies.


Explosions de noves i supernoves. Restes de supernoves, púlsars i nebuloses de vent púlsar


Emissió de raigs gamma relacionada amb la nucleosíntesi. Emissió de difusió i línia


Emissió de raigs gamma relacionada amb l’aniquilació de matèria-antimatèria


Esclats de raigs gamma


Els raigs còsmics: origen i propagació; possibles llocs d’acceleració


Els raigs gamma com a sondes del medi intergalàctic (llum de fons extragalàctica, camps magnètics)

4. Astronomia multi-missatger, aspectes de física fonamental


Evidència de matèria fosca. Recerques directes i indirectes de matèria fosques, possibles candidats i les seves propietats.


Límits actuals de l’astronomia multi-missatger.


Proves d'invariança de Lorentz amb observacions multi-missatger.


Busca de partícules similars a l’axió mitjançant anomalies de propagació de raigs còsmics i gamma.

Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tasques a casa: estudi i comprobació dels materials proporcionats a l'aula 65 2,6
Classes teòriques 45 1,8
Informe oral sobre un tema, a partir d'una ponència i referències associades 35 1,4

Classes de teoria.

Treball a l'aula i a casa.

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè l'alumnat completi les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.

Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Participació activa a les classes 10% 0 0 CA14, KA22, SA51, SA52, SA53, SA54
Presentació oral del tòpic escollit 45% 1 0,04 CA14, KA22, SA51, SA52, SA53, SA54, SA55
Examen final 45% 4 0,16 CA14, KA22, SA51, SA52, SA53, SA54

Es realitzarà un examen final que comprendrà tots els temes (amb una durada temptativa de 2.5 hores).

Es requereix treball individual sobre un tema d'investigació, basat en un document proporcionat pels mestres i en les referències associades trobades per l'alumnat.

S'ha de fer un informe escrit i la seva presentació oral, seguida d'una discussió amb el panell (mestres del màster).

En cas de suspendre, hi haurà l'oportunitat d'aprovar el curs amb un nou examen i / o la defensa d'un nou assaig; La puntuació llindar per tenir l'oportunitat de recuperar-se és 3/10.

Aquesta assignatura/mòdul no preveu el sistema d’avaluació única.


Model 2 - Ús restringit: Per a aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) exclusivament en tasques de suport, com ara cerques bibliogràfiques o d'informació, correcció de textos o traduccions i creació d'il·lustracions per a la presentació. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA en aquesta activitat avaluable es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització parcial o total en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.


Bibliografia

  • Radiation Detection and Measurement, Glenn F. Knoll, Wiley, NJ, USA (2000)
  • Exploring the X-ray Universe, Philip A. Charles, Frederick D. Seward, Cambridge University Press, Cambridge, UK (1995)
  • Radiative Processes in Astrophysics, Rybicki, G. B. and Lightman, A. P., Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany (1985)
  • Very high energy cosmic gamma radiation : a crucial window on the extreme Universe, F. A. Aharonian, River Edge, NJ: World Scientific Publishing (2004)
  • Accretion power in Astrophysics\", J. Frank, A. King, D. Raine, Cambridge University Press (3rd Edition, 2002)
  • High Energy Astrophysics\", M.S. Longair, Cambridge University Press (2011) (also available as EBOOK)

Programari

.

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
(TEm) Teoria (màster) 1 Anglès segon quadrimestre matí-mixt