Avís important
La guia docent és provisional.
La versió en PDF de la guia docent pot tardar uns dies en estar disponible al DDD.
Introducció a la Teoria Quàntica de Camps
Codi: 42863Crèdits: 6
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Física d'Altes Energies, Astrofísica i Cosmologia / High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology | OP | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Antonio Miguel Pineda Ruiz
- Correu electrònic :
- antoniomiguel.pineda@uab.cat
Equip docent
- Antonio Miguel Pineda Ruiz
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Es recomana haver atès amb aprofitament l'assignatura d'Introducció a la Física del Cosmos, i tenir coneixements de teoria clàssica de camps i relativitat especial.
Objectius
L'objectiu principal d'aquest curs és aprendre els conceptes bàsics i les tècniques necessàries per a poder entendre la teoria quàntica de camps. Es posarà especial èmfasi en la física de les partícules elementals, i, en particular, en l'electrodinàmica quàntica.
Resultats d'aprenentatge
- CA05 (Adaptar les tècniques sobre quantització i interacció per resoldre altres problemes de teoria quàntica de camps.) Adaptar les tècniques sobre quantització i interacció per resoldre altres problemes de teoria quàntica de camps.
- KA04 (Identificar les bases de la teoria quàntica de camps.) Identificar les bases de la teoria quàntica de camps.
- KA05 (Resumir el concepte de renormalització en la teoria quàntica de camps.) Resumir el concepte de renormalització en la teoria quàntica de camps.
- SA10 (Aplicar la teoria quàntica de camps a processos electromagnètics.) Aplicar la teoria quàntica de camps a processos electromagnètics.
- SA11 (Aplicar el concepte de renormalització a processos electromagnètics.) Aplicar el concepte de renormalització a processos electromagnètics.
- SA12 (Analitzar el concepte de renormalització en la teoria quàntica de camps.) Analitzar el concepte de renormalització en la teoria quàntica de camps.
- SA13 (Aplicar el llenguatge dels diagrames de Feynman a la teoria quàntica de camps.) Aplicar el llenguatge dels diagrames de Feynman a la teoria quàntica de camps.
- SA14 (Fer servir fonts bibliogràfiques especialitzades, articles científics i recursos digitals en anglès per aprofundir en els conceptes de la teoria quàntica de camps i les seves aplicacions en física d’altes energies.) Fer servir fonts bibliogràfiques especialitzades, articles científics i recursos digitals en anglès per aprofundir en els conceptes de la teoria quàntica de camps i les seves aplicacions en física d’altes energies.
Continguts
1. Introducció
(a) Espai de Fock. Estats asimptòtics
(b) Grup de Poincare i grup de Lorentz
(c) Àlgebra de Lie associada.
(d) Representació irreductible d'una partícula. Mètode de Wigner. Grup petit.
quiralitat, helicidad. Cas massiu i sense massa
(e) Unitats naturals
2. Interacció
(a) Secció eficaç i matriu S
(b) Desintegració i matriu S
(c) Imatge d'interacció i matriu S
(d) Motivació per camps causals (lliures)
(e) Simetria de Poincare i matriu S
(d) Teorema de Wick
3. Camps per partícules amb espín
(a) SL (2, C) i representacions irreductibles no unitàries de el grup Lorentz (*)
(b) Camp de Dirac: construcció. Propagador, simetries, espí: helicidad i
quiralitat. Teorema de espí-estadística
(c) Camp per a una partícula massiva d'espí 1: camp de Proca
(d) Camp per a una partícula d'espí 1 sense massa: camp electromagnètic
4. Electrodinàmica quàntica (QED)
(a) Quantització de QED
(b) Matriu S a O (e^2).
• Processos elementals de QED a nivell d'arbre: dispersió de Compton,
e + e- → i + e-, e + e- → μ + μ-, ...
• Diagrames de Feynman i tècniquescomputacionals: traces, espí, ...
(c) Sobre la invariància de gauge. Exemples d'identitat de Ward
(d) Regles generalitzades de Feynman
(e) Límit no relativista de QED
(I) Bremsstrahlung suau (*)
5. Més enllà del nivell arbre. Introducció
(a) Infinits i regularització dimensional
(b) Polarització al buit
(c) Renormalització de la càrrega elèctrica
(d) Teorema òptic
(i) Relacions de dispersió (*)
(f) Estats lligats a la teoria de camp quàntic: àtoms hidrogenoids (*)
(g) Renormalització de QED (*)
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Teoria i problemes | 45 | 1,8 | |
| Estudi, exercicis | 84 | 3,36 |
Hi haurà classes magistrals on s'explicarà la teoria amb detall.
Hi haurà classes magistrals on es discutirà una selecció de la llista d'exercicis.
L'estudiant ha d'estudiar pel seu compte la teoria explicada a classe per aprofundir i assentar els continguts. A més l'estudiant ha de fer a casa la llista d'exercicis amb anterioritat a les classes de problemes.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen | 50% | 3 | 0,12 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
| Participació en classe i presentacions orals | 20% | 3 | 0,12 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
| Entrega d'exercicis | 30% | 15 | 0,6 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
Examen: 50%; Examen de recuperació: 50%.
Lliurament d'exercicis: 30%
Participació a classe i presentació oral d'alguns exercicis: 20%
Per aprovar l'assignatura caldrà tenir una nota igual o superior a 2.5 a l'examen, i que la suma de totes les activitats avaluatives sumin 5 o més.
Aquesta assignatura no preveu el sistema d’avaluació única.
En aquesta assignatura, no es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) en cap de les seves fases. Qualsevol treball que inclogui fragments generats amb IA serà considerat una 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
• A. Pineda, Introduction to Quantum Field Theory
• A. Cornellà and J.I. Latorre, Teoria clàssica de camps
• D. Lurie, Particles and Fields
• S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields
• L.H. Ryder, Quantum Field Theory
• F.J. Yndurain, Elements of grup theory. https://arxiv.org/pdf/0710.0468
• C. Itzykson and J. Zuber, Quantum Field Theory
• B. Hatfield, Quantum Field Theory of Point Particles and Strings
• S. Pokorsky, Gauge Field Theories
• M. Peskin and D. Schroeder, An introduction to Quantum Field Theory
• J.F. Donoghue, E. Golowich, B.R. Holstein, Dynamics of the Standard Model
Programari
Programes de càlcul general com Mathematica
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 | primer quadrimestre | matí-mixt |