OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è presentare gli strumenti analitici di base e le basi fenomenologiche della moderna fisica delle particelle, anche attraverso svariati esempi ed applicazioni.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

• Fornire gli strumenti di base della moderna Fisica delle Particelle e i prerequisiti necessari per la descrizione della Fisica delle Particelle basata sulla teoria dei campi quanto-relativistici.

• Introdurre la moderna ricerca in Fisica della Particelle da un punto di vista fenomenologico.

• Introdurre alcune tecniche e metodologie per la determinazione delle proprietà delle particelle e delle interazioni.
• Introdurre alcune delle problematiche aperte della moderna fisica delle particelle.
• Tutti gli argomenti sono corredati da svariati esempi e applicazioni.

MODALITA' DIDATTICHE

Tradizionale

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Concetti di base
  • Sistemi di unità di misura in FdP.
  • Trasformazioni tra sistemi di riferimento; sistema del CM.
  • Spazio delle fasi Lorentz invariante; spazio delle fasi a due e tre corpi.
  • Cinematica dei decadimenti a 2 corpi.
  • Cinematica dei decadimenti a 3 corpi; diagramma di Dalitz.
  • Cinematica dello scattering tra due particelle.
  • Sezione d'urto e decay rate.
  • Produzione di particelle in collisioni ad alta energia: acceleratori e concetto di luminosità; esempi ed applicazioni
  • Spin e polarizzazione, trattazione covariante; esempi ed applicazioni.
  • .
  • Esempi ed applicazioni.

• Introduzione alla moderna FdP
  • Panorama fenomenologico. Scale di masse ed energie.
  • Costituenti fondamentali della materia: leptoni e adroni.
  • Interazioni fondamentali: fotone, gluoni, bosoni pesanti, gravitone.
  • Particelle non stabili e risonanze.
  • Produzione di particelle in collisioni ad alta energia.
  • Particelle scalari ed equazione di Klein-Gordon.
  • Particelle a spin 1/2; particelle di Dirac, Weyl e Majorana.
  • Particelle a spin 1.
  • Simmetrie, continue e discrete; conservazione e non conservazione; C, P e T e conseguenze; esempi ed applicazioni.
  • La violazione di P, C e CP; la scoperta della violazione di CP nei mesoni K.
  • Esempi ed applicazioni.

• La determinazione delle proprietà delle particelle elementari.
  • Partial wave analysis ed Helicity Formalism.
  • Esempi ed applicazioni di determinazione delle proprietà delle particelle elementari.

• Introduzione al Modello Standard e oltre.
  • Cenni descrittivi sul Modello Standard; Higgs, parametri e matrice CKM.
  • Introduzione alla violazione di CP nel modello Standard.
  • Cenni descrittivi ai Modelli oltre lo Standard.
  • Masse e oscillazioni dei neutrini.
  • Cenno ai processi ad alta energia a basso Q**2.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

‐ B. R. Martin & G. Shaw, Particle Physics, Wiley.

‐ B. P. Roe, Particle Physics at the New Millennium, Springer.

‐ I. S. Hughes, Elementary Particles, Cambridge University Press.

‐ D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge University Press.

‐ R.N. Cahn & G.Goldaber, The experimental foundation of particle physics, Cambridge University Press.

- M. Sozzi, Discrete Symmetries and CP Violation: From Experiment to Theory, Oxford.

- F. Halzen & A. D. Martin, Quarks and Leptons, Wiley.

- Quang Ho-Kim & Xuan-Yem Pham, Elementary Particles and Their Interactions, Springer.