PRESENTAZIONE

L'obiettivo di questo insegnamento  è introdurre lo studente alla fisica dei processi relativistici e alle teorie di campo che descrivono le interazioni fondamentali. Verranno rivedute le necessarie nozioni di teoria dei campi che porteranno dapprima allo studio dell'Elettrodinamica Quantistica per passare poi alle teorie di gauge non abeliane, al Modello Standard delle Interazioni Elettrodeboli e alla cromodinamica quantistica.  Nell'ultima parte del corso si presentera' una panoramica delle direzioni di ricerca attuali in questo campo.

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 all’invarianza di gauge e alla rottura spontanea di simmetria in teorie quantistiche di campo;
• applicare strumenti dell’approccio perturbativo alle teorie quantistiche di campo;
• descrivere la costruzione del Modello Standard della fisica delle particelle elementare e le sue conseguenze fenomenologiche;
• calcolare diagrammi di Feynman ad albero nel Modello Standard  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. Esempi di scattering in QED nell’approssimazione tree-level. Identità di Ward-Takahashi.
3. Teorie di gauge non abeliane: proprietà, algebre di Lie, SU(2), SU(3), SU(N). Prime applicazioni: il rapporto R.
4. La rottura spontanea di simmetria e il teorema di Goldstone. La fisica dei pioni.
5. La nascita del Modello Standard: SU(2), SU(2)xU(1). Il meccanismo di Brout-Englert-Higgs: caso abeliano e caso non abeliano. 
6. La Lagrangiana del Modello Standard: parte bosonica, parte fermionica con masse dei fermioni nulle, termini di Yukava. La Lagrangiana nella base degli autostati di massa e l'origine del mixing CKM. Applicazioni fenomenologiche: sezioni d’urto e decadimenti. 
7. La fisica dei neutrini.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Carlo M. Becchi and Giovanni Ridolfi, "An introduction to relativistic processes and the standard model of electroweak interactions", Springer

Matthew Schwartz, “Quantum Field Theory and the Standard Model”, Cambridge University Press

Michael E. Peskin and Daniel. V. Schroeder, "An introduction to Quantum Field Theory", Perseus book

Ta-Pei Cheng and Ling-Fong Li, "Gauge Theory of Elementary Particle Physics", Oxford Science Publications

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame prevede una prova orale.

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