Teoria delle interazioni fondamentali 1
A.A. 2019/2020
Obiettivi formativi
Obiettivi del corso:
Il corso si prefigge l'obiettivo di fornire una comprensione dei fondamenti
della teoria quantistica dei campi, ed una conoscenza delle tecniche
necessarie per applicarla al calcolo di processi fisici ad alte energie.
Il corso si prefigge l'obiettivo di fornire una comprensione dei fondamenti
della teoria quantistica dei campi, ed una conoscenza delle tecniche
necessarie per applicarla al calcolo di processi fisici ad alte energie.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso lo studente sara' in grado di:
1. descrivere la cinematica di un processo fisico di interazione tra particelle
(spazio delle fasi, sistema di riferimento, invarianti di Mandelstam)
2. calcolare la sezione d'urto ed il tasso di decadimento a livello albero a
partire dalle regole di Feynman della teoria
3. impostare un calcolo ad uno o piu' loop e di capirne il significato della
procedura di rinormalizzazione
4. determinare il comportamento delle costanti di accoppiamento data la funzione
beta di una teoria, in particolare nel caso della QCD
5. considerare l'effetto delle correzioni radiative in QCD a semplici processi
fisici
6. ricavare la teoria di Fermi dei decadimenti deboli dalla teoria di
Weinberg-Salam e collegare le predizioni nelle rispettive teorie
7. esprimere le costanti di accoppiamento elettromagnetiche e deboli in termini
dell'angolo di Weinberg
1. descrivere la cinematica di un processo fisico di interazione tra particelle
(spazio delle fasi, sistema di riferimento, invarianti di Mandelstam)
2. calcolare la sezione d'urto ed il tasso di decadimento a livello albero a
partire dalle regole di Feynman della teoria
3. impostare un calcolo ad uno o piu' loop e di capirne il significato della
procedura di rinormalizzazione
4. determinare il comportamento delle costanti di accoppiamento data la funzione
beta di una teoria, in particolare nel caso della QCD
5. considerare l'effetto delle correzioni radiative in QCD a semplici processi
fisici
6. ricavare la teoria di Fermi dei decadimenti deboli dalla teoria di
Weinberg-Salam e collegare le predizioni nelle rispettive teorie
7. esprimere le costanti di accoppiamento elettromagnetiche e deboli in termini
dell'angolo di Weinberg
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
- La lagrangiana dell'elettrodinamica
- Regole di Feynman per l'elettrodinamica quantistica
- Calcolo del processo di creazione di coppie di muoni in annichilazione elettrone-positrone (e+ e- -> mu+ mu-) all'ordine perturbativo dominante: dai diagrammi di Feynman alle ampiezze
- Calcolo di sezioni d'urto e larghezze di decadimento: fattori di flusso e spazio delle fasi
- L'urto Compton: calcolo all'ordine perturbativo dominante
- Il "g-2" dell'elettrone: correzioni ad un loop finite
- Divergenze ultraviolette e rinormalizzazione
- Funzione beta e liberta' asintotica
- Introduzione del "colore" e QCD
- Correzioni di QCD ai processi elettromagnetici: produzione di adroni in annichilazione elettrone-positrone (e+ e- -> adroni)
- La teoria di Fermi dei decadimenti beta e introduzione all'unificazione elettrodebole
- Regole di Feynman per l'elettrodinamica quantistica
- Calcolo del processo di creazione di coppie di muoni in annichilazione elettrone-positrone (e+ e- -> mu+ mu-) all'ordine perturbativo dominante: dai diagrammi di Feynman alle ampiezze
- Calcolo di sezioni d'urto e larghezze di decadimento: fattori di flusso e spazio delle fasi
- L'urto Compton: calcolo all'ordine perturbativo dominante
- Il "g-2" dell'elettrone: correzioni ad un loop finite
- Divergenze ultraviolette e rinormalizzazione
- Funzione beta e liberta' asintotica
- Introduzione del "colore" e QCD
- Correzioni di QCD ai processi elettromagnetici: produzione di adroni in annichilazione elettrone-positrone (e+ e- -> adroni)
- La teoria di Fermi dei decadimenti beta e introduzione all'unificazione elettrodebole
Prerequisiti
1. Meccanica Quantistica (teoria non relativisitica)
2. Elettrodinamica classica (inclusa Relativita' Speciale)
3. Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare
2. Elettrodinamica classica (inclusa Relativita' Speciale)
3. Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare
Metodi didattici
Il metodo didattico consiste in lezioni di teoria alla lavagna e nello svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati.
Materiale di riferimento
-Peskin e Schroeder, Introduction to quantum field theory;
-Mandl e Shaw, Quantum Field theory
-Maggiore, A modern introduction to quantum field theory;
-Becchi e Ridolfi, Introduction to relativistic processes and the Standard Model of electroweak interactions;
-Altarelli, Collider Physics within the Standard Model: a Primer;
-Ellis, Stirling e Webber, QCD and Collider Physics;
-Radovanovic, Problem book in quantum field theory
-Mandl e Shaw, Quantum Field theory
-Maggiore, A modern introduction to quantum field theory;
-Becchi e Ridolfi, Introduction to relativistic processes and the Standard Model of electroweak interactions;
-Altarelli, Collider Physics within the Standard Model: a Primer;
-Ellis, Stirling e Webber, QCD and Collider Physics;
-Radovanovic, Problem book in quantum field theory
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Problemi scritti da svolgere a casa con discussione orale delle soluzioni e degli argomenti trattati a lezione.
FIS/02 - FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente:
Ferrera Giancarlo
Turni:
-
Docente:
Ferrera GiancarloDocente/i