CODICE 104541 ANNO ACCADEMICO 2020/2021 CFU 6 cfu anno 1 FISICA 9012 (LM-17) - GENOVA 6 cfu anno 2 FISICA 9012 (LM-17) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/02 SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Questo insegnamento si concentra sull’elettrodinamica quantistica (QED) studiandone le proprietà fondamentali ed evidenziando analogie e differenze con le teorie di campo che descrivono le interazioni fondamentali del Modello Standard, quali la QCD e la teoria elettro-debole. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI In questo insegnamento si studiano le correzioni radiative in teoria di campo, cioè lo strumento teorico grazie al quale possiamo arrivare ad una comprensione quantitative della fisica delle alte energie. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO In particolare, gli obiettivi formativi di questo insegnamento sono: * presentare le basi e gli strumenti dell’approccio perturbativo alle teorie quantistiche di campo; * introdurre la rinormalizzazione in teoria di campo; * fornire agli studenti le conoscenze e le abilità necessarie per calcolare diagrammi di Feynman con loop; * introdurre il concetto di fisica di precisione attraverso lo studio della QED ad un loop; * fornire agli studenti conoscenze e competenze di calcolo simbolico applicato ai calcoli perturbativi, utilizzando il software mathematica. PREREQUISITI Fondamenti di teoria quantistica dei campi, forniti dall'insegnamento Fisica Teorica MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali alla lavagna corredate di esempi ed esercizi. Per alcune presentazioni verranno utilizzate anche slides. PROGRAMMA/CONTENUTO Richiami e complementi di teoria delle perturbazioni covarianti. Diagrammi di Feynman. Formalismo LSZ. L’elettrodinamica come teoria di gauge. Esempio di scattering in QED nell’approssimazione tree-level. Identità di Ward-Takahashi. Introduzione alla rinormalizzazione. Integrali di loop e loro regolarizzazione. S Correzioni radiative in QED a 1 loop: correzione al propagatore fermionico. Correzioni al vertice e g-2. Polarizzazione del vuoto. Teoria delle perturbazioni rinormalizzata. Schemi di rinormalizzazione. Costante di accoppiamento running. Esempio di scattering in QED nell’approssimazione next-to-leading order. La regione infrarossa: fotoni soffici. Applicazioni fenomenologiche: il decadimento dell’Higgs in due fotoni. Cenni alle teorie di gauge non-Abeliane del Modello Standard. Durante il corso verrà introdotto l'utilizzo di programmi di calcolo simbolico (mathematica) per valutare i diagrammi di Feynman. TESTI/BIBLIOGRAFIA -M. Schwartz: “Quantum Field Theory and the Standard Model” -M. Maggiore: “A modern introduction to Quantum Field Theory” -S. Weinberg: “The Quantum Theory of Fields Vol 1” -M. Peskin and D. Schroeder: “An Introduction to Quantum Field Theory” -T. Muta “Foundations Of Quantum Chromodynamics: An Introduction To Perturbative Methods In Gauge Theories” DOCENTI E COMMISSIONI SIMONE MARZANI Ricevimento: su appuntamento previo contatto e-mail. Simone Marzani Dipartimento di Fisica, via Dodecaneso 33, 16146 Genova piano 7, studio 710 telefono 010 353 6412 e-mail: simone.marzani@ge.infn.it, simone.marzani@unige.it Commissione d'esame SIMONE MARZANI (Presidente) CARLA BIGGIO STEFANO GIUSTO NICOLA MAGGIORE GIOVANNI RIDOLFI (Presidente Supplente) LEZIONI Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Prova orale con domande sul programma svolto. MODALITA' DI ACCERTAMENTO L’esame orale, della durata di circa 40 minuti, consiste nell'esposizione di uno argomento trattato durante le lezioni ed in alcune domande volte a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti affrontati. Durante lo svolgimento delle lezioni, verranno inoltre suggeriti agli studenti alcuni esercizi e problemi allo scopo di favorire l’autovalutazione in itinere.
