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Introducción a la Teoría Cuántica de Campos
Código: 42863Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Física de Altas Energias, Astrofísica y Cosmología / High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology | OP | 1 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Antonio Miguel Pineda Ruiz
- Correo electrónico :
- antoniomiguel.pineda@uab.cat
Equipo docente
- Antonio Miguel Pineda Ruiz
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se recomienda haber atendido con aprovechamiento la asignatura de Introducción a la Física del Cosmos, y estar familiarizado con teoría clásica de campos y relatividad especial.
Objetivos
El objetivo principal de este curso es aprender los conceptos básicos y las técnicas necesarias para poder entender la teoría cuántica de campos. Se pondrá especial enfasis en la física de las partículas elementales, y, en particular, en la electrodinámica cuántica.
Resultados de aprendizaje
- CA05 (Adaptar las técnicas sobre cuantización e interacción para resolver otros problemas de teoría cuántica de campos.) Adaptar las técnicas sobre cuantización e interacción para resolver otros problemas de teoría cuántica de campos.
- KA04 (Identificar las bases de la teoría cuántica de campos.) Identificar las bases de la teoría cuántica de campos.
- KA05 (Resumir el concepto de renormalización en la teoría cuántica de campos.) Resumir el concepto de renormalización en la teoría cuántica de campos.
- SA10 (Aplicar la teoría cuántica de campos a procesos electromagnéticos.) Aplicar la teoría cuántica de campos a procesos electromagnéticos.
- SA11 (Aplicar el concepto de renormalización a procesos electromagnéticos.) Aplicar el concepto de renormalización a procesos electromagnéticos.
- SA12 (Analizar el concepto de renormalización en la teoría cuántica de campos.) Analizar el concepto de renormalización en la teoría cuántica de campos.
- SA13 (Aplicar el lenguaje de los diagramas de Feynman a la teoría cuántica de campos.) Aplicar el lenguaje de los diagramas de Feynman a la teoría cuántica de campos.
- SA14 (Utilizar fuentes bibliográficas especializadas, artículos científicos y recursos digitales en inglés para profundizar en los conceptos de la teoría cuántica de campos y sus aplicaciones en física de altas energías.) Utilizar fuentes bibliográficas especializadas, artículos científicos y recursos digitales en inglés para profundizar en los conceptos de la teoría cuántica de campos y sus aplicaciones en física de altas energías.
Contenidos
1. Introducción
(a) Espacio de fock. Estados asintóticos
(b) Grupo Poincare y grupo Lorentz
(c) Álgebra de Lie asociada
(d) Representación irreducible de una partícula. Método de Wigner. Grupo pequeño.
quiralidad, helicidad. Caso masivo y sin masa
(e) Unidades naturales
2. Interacción
(a) Sección eficaz y matriz S
(b) Desintegraciones y matriz S
(c) Imagen de interacción y matriz S
(d) Motivación para campos causales (libres)
(e) Simetría de Poincaré y matriz S
(f) Teorema de Wick
3. Campos para partículas con espín
(a) SL (2, C) y representaciones irreducibles no unitarias del grupo Lorentz (*)
(b) Campo de Dirac: construcción. Propagador, simetrías, spin: helicidad y
quiralidad. Teorema de espín-estadística
(c) Campo para una partícula masiva de espín 1: campo de Proca
(d) Campo para una partícula de espín 1 sin masa: campo electromagnético
4. Electrodinámica cuántica (QED)
(a) Cuantización de QED
(b) Matriz S a O (e^2).
• Procesos elementales de QED a nivel de árbol: dispersión de Compton,
e + e− → e + e−, e + e− → μ + μ−, ...
• Diagramas de Feynman y técnicas computacionales: trazas, espín, ...
(c) Reglas generalizadas de Feynman
(d) Acerca de la invariancia de gauge. Ejemplos de identidad de Ward
(e) límite no relativista de QED
(f) Bremsstrahlung suave (*)
5. Más allá del nivel del árbol. Introducción
(a) Infinitos y regularización dimensional
(b) Polarización al vacío
(c) Renormalización de la carga eléctrica
(d) Teorema óptico.
(e) Relaciones de dispersión (*)
(f) Estados ligados en la teoría del campo cuántico: átomos hidrógenoides (*)
(g) Renormalización de QED (*)
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Teoria i problemes | 45 | 1,8 | |
| Estudio, ejercicios | 84 | 3,36 |
Habrá clases magistrales donde se explicará la teoria con detalle.
Habrá clases magistrales donde se discutirá una selección de la lista de ejercicios.
El estudiantado debe estudiar por su cuenta la teoría explicada en clase para profundizar y asentar los contenidos. Además el estudiantado debe realizar en casa la lista de ejercicios con anterioridad a las clases de problemas.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen | 50% | 3 | 0,12 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
| Participación en clase y presentaciones orales | 20% | 3 | 0,12 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
| Entrega de ejercicios | 30% | 15 | 0,6 | CA05, KA04, KA05, SA10, SA11, SA12, SA13, SA14 |
Examen: 50%; Examen de recuperación: 50%.
Entrega de ejercicios: 30%
Participación en clase y presentación oral de algunos ejercicios: 20%
Para aprobar la asignatura será necesario tener una nota igual o superior a 2.5 en el examen, y que la suma de todas las actividades evaluativas sumen 5 o más.
Esta asignatura no contempla el sistema de evaluación única.
En esta asignatura, no se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) en ninguna de sus fases. Cualquier trabajo que incluya fragmentos generados con IA será considerado una falta de honestidad académica y puede acarrear una penalización parcial o total en la nota de la actividad, o sanciones mayores en casos de gravedad.
Bibliografía
• 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
Software
Programas de cálculo general como Mathematica
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Tipo de docencia | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | primer cuatrimestre | manaña-mixto |