PRESENTAZIONE

L'insegnamento  approfondisce i concetti fondamentali, la fenomenologia e alcuni aspetti sperimentali della fisica delle particelle elementari come descritta dal Modello Standard.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo dell'insegnamento 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

L'insegnamento si propone di fornire un quadro coerente della fenomenologia delle particelle elementari e degli strumenti metodologici e sperimentali per comprenderne i principali risultati.

Al termine del corso gli studenti saranno in grado di:

• individuare le principali grandezze di interesse in un processo di fisica delle particelle elementari,  calcolare le principali osservabili e valutarne l’ordine di grandezza;
• sfruttare gli strumenti acquisiti per individuare un metodo di misura per il processo in questione individuandone eventuali criticità

PREREQUISITI

Fisica Generale, Fisica Nucleare e delle Particelle 1 e 2.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali alla lavagna corredate di esempi e applicazioni.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Complementi di Meccanica Quantistica e Meccanica Relativistica. Esempi e Applicazioni alla FdP.
• Decadimenti e Scattering; operatore S; autostati di impulso e elicità. Larghezza di decadimento e Sezione d'urto. Spazio delle fasi. Ampiezza invariante di transizione. Cenno ai metodi perturbativi ed euristica dei diagrammi di Feynman. Esempi e Applicazioni.
• Simmetrie. Simmetrie e ampiezze di transizione. Leggi di Conservazione. Esempi e Applicazioni.
• Fisica delle interazione forti e elettrodeboli:
  • Interazioni elettromagnetiche: QED come teoria di gauge; verifiche sperimentali a bassa energia: g-2; verifiche sperimentali ad alte energie: processo e+e- -> mu+ mu-; running della costante di accoppiamento della QED.
  • Interazioni forti: evidenze sperimentali del colore, QCD come teoria di gauge. Rappresentazione degli adroni come singoletti di colore. Running di alpha_s. QCD sul reticolo. QCD in collisioni e+e-. Scattering quark-quark, valutazione dei fattori di colore. Potenziali di colore. Parton density function e loro determinazione sperimentale. Variabili cinematiche di un collider adronico. Processo di Drell Yan. Processo qq -> 2j. Fattorizzazione, frammentazione. Fisica dei jet: algoritmi di jet. Determinazione sperimentale di alpha_s.
  • Interazioni elettrodeboli: evidenze sperimentali delle interazioni deboli. Decadimento del W. Unificazione elettrodebole: corrente elettromagnetica e corrente dello Z.  Decadimento dello Z. Scoperte del W e dello Z. Sezione d’urto e+e- -> Z -> mu+ mu-.  Massa e larghezza dello Z. Numero di famiglie di neutrini. Massa e larghezza del W. Misure dell'asimmetria FB. Fit elettrodeboli. Scoperta del top. Meccanismo di Higgs (toy model). Meccanismo di Higgs nel MS. Decadimento e produzione del bosone di Higgs. Scoperta del bosone di Higgs.
• Fisica del Flavour e dei neutrini
  • Fisica delle interazioni deboli adroniche. Angolo di Cabibbo. Matrice CKM. Misura dei moduli degli elementi della matrice CKM. Triangoli di unitarietà. Oscillazioni di mesoni neutri. Misure di oscillazioni nel sistema dei kaoni neutri e nel sistema dei mesoni B Violazione di CP.
  • Fisica delle interazioni deboli leptoniche. Oscillazioni di neutrini. Matrice PMNS. Masse dei neutrini e gerarchia di massa. Violazione di CP. Esperimenti di oscillazione di neutrini.  .
• Cenni a Fisica oltre il Modello Standard

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Principali Riferimenti Bibliografici

Fisica relativistica: Hagedorn, Byckling-Kajantie.

Fisica quantistica: Sakurai.

Teoria dei campi: Weinberg, Landau, Misner-Thorne-Wheeler, Peskin-Schroeder.

Simmetrie: Sozzi, Bigi-Sanda, Sakurai.

Fisica matematica: Ticciati.

Fenomenologia: Nagashima, Quang Ho-Kim, Xuan-Yem Pham

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 17 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame orale. Lo/La studente/essa potrà iniziare discutendo un argomento da lui/lei scelto, dovrà poi rispondere a domande inerenti la restante parte del programma.

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

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame orale è strutturato in modo da valutare il grado di preparazione dello studente e la sua capacità di discutere criticamente i contenuti dell'insegnamento.
Si accerterà inoltre la capacità di sfruttare le conoscenze acquisite per stimare ordini di grandezze di processi in fisica dele particelle e definire possibili strategie di misura.
 

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