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

L'insegnamento si propone di approfondire alcuni aspetti delle teorie di campo utilizzando metodi perturbativi. L’obiettivo principale dell'insegnamento è lo studio delle correzioni radiative e della rinormalizzazione delle teorie di gauge abeliane quali la QED. Verranno inoltre introdotti alcuni aspetti delle teorie di gauge non-Abeliane.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine di questo insegnamento, lo studente sarà in grado di

• descrivere i concetti base legati alla rinormalizzazione in teoria di campo;
• applicare strumenti dell’approccio perturbativo alle teorie quantistiche di campo;
• calcolare diagrammi di Feynman ad 1 loop in QED e interpretarne i risultati;
• utilizzare strumenti informatici di calcolo simbolico (software mathematica) per manipolare espressioni complesse ed effettuare calcoli analitici.

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

1. Richiami e complementi di teoria delle perturbazioni covarianti.  Diagrammi di Feynman. Formalismo LSZ. 
2. L’elettrodinamica come teoria di gauge. Esempio di scattering in QED nell’approssimazione tree-level. Identità di Ward-Takahashi.
3. Introduzione alla rinormalizzazione. Integrali di loop e loro regolarizzazione. 
4. Correzioni radiative in QED a 1 loop: correzione al propagatore fermionico. Correzioni al vertice e g-2. Polarizzazione del vuoto.
5. Teoria delle perturbazioni rinormalizzata. Schemi di rinormalizzazione. Costante di accoppiamento running. Esempio di scattering in QED nell’approssimazione next-to-leading order. 
6. La regione infrarossa: fotoni soffici.
7. Applicazioni fenomenologiche: Breit-Wigner e il decadimento dell’Higgs in due fotoni. 

Durante il corso verrà introdotto l'utilizzo di programmi di calcolo simbolico (mathematica) per valutare i diagrammi di Feynman.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testo di Riferimento

-M. Schwartz: “Quantum Field Theory and the Standard Model”

Altri Testi
-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”
 

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 17 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova orale con domande sul programma svolto.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

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 forniti agli studenti alcuni esercizi e problemi allo scopo di favorire l’autovalutazione in itinere.

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: FISICA 9012 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici