Física de Altas Energías
Código: 103947 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500097 Física | OT | 4 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Rafel Escribano Carrascosa
- Correo electrónico:
- Rafel.Escribano@uab.cat
Uso de idiomas
- Lengua vehicular mayoritaria:
- inglés (eng)
- Algún grupo íntegramente en inglés:
- Sí
- Algún grupo íntegramente en catalán:
- No
- Algún grupo íntegramente en español:
- No
Equipo docente
- Cristian Alarcon Flores
Prerequisitos
Es recomendable haber seguido los cursos de Introducción a la Física Nuclear y de Partículas, Mecánica Cuántica, Mecánica Teórica y Sistemas No Lineales, y Electrodinámica y Radiación de Sincrotrón, y seguir, en paralelo, el curso de Mecánica Cuántica Avanzada.
Es recomendable también haber seguido el curso de Métodos Matemáticos Avanzados.
Objetivos y contextualización
El objetivo principal de este curso es dar una introducción a la física de partículas moderna empezando por la presentación sobre de qué está hecho el mundo y acabando con la formulación del Modelo Estándar.
Competencias
- Actuar en el ámbito de conocimiento propio valorando el impacto social, económico y medioambiental.
- Aplicar los principios fundamentales al estudio cualitativo y cuantitativo de las diferentes áreas particulares de la física.
- Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
- Conocer las bases de algunos temas avanzados, incluyendo desarrollos actuales en la frontera de la Física, sobre los que poder formarse posteriormente con mayor profundidad.
- Formular y abordar problemas físicos identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si fuera necesario, para llegar a una solución que debe ser presentada explicitando hipótesis y aproximaciones.
- Introducir cambios en los métodos y los procesos del ámbito de conocimiento para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
- Planear y realizar, usando los métodos apropiados, un estudio o investigación teórico e interpretar y presentar los resultados.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Realizar trabajos académicos de forma independiente usando bibliografía, especialmente en inglés, bases de datos y colaborando con otros profesionales.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
- Usar las matemáticas para describir el mundo físico, seleccionando las herramientas apropiadas, construyendo modelos adecuados, interpretando resultados y comparando críticamente con la experimentación y la observación.
Resultados de aprendizaje
- Analizar las aproximaciones a nivel árbol de procesos electro-débiles y fuertes sencillos.
- Analizar los límites de alta y baja energía de procesos electro-débiles y fuertes sencillos.
- Aplicar la invariancia gauge para la determinación de los lagrangianos de las interacciones electro-débiles y de la cromodinámica cuántica.
- Calcular secciones eficaces de procesos electro-débiles y fuertes sencillos.
- Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
- Establecer las bases para la formulación completa de las teorías cuánticas de campos abelianas y no abelianas.
- Estructurar y desarrollar, a partir de un estado inicial y final concretos, la estrategia y el cálculo de la sección eficaz de un proceso fuerte o electro-débil.
- Explicar el codi deontològic, explícit o implícit, de l`àmbit de coneixement propi.
- Formular las bases para las técnicas de detección de partículas elementales.
- Identificar situaciones que necesitan un cambio o mejora.
- Obtener amplitudes de transición de procesos electro-débiles y fuertes sencillos utilizando las reglas de Feynman.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Realizar trabajos académicos de forma independiente usando bibliografía, especialmente en inglés, bases de datos y colaborando con otros profesionales.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
- Utilizar las reglas de Feynman en procesos fuertes y electro-débiles sencillos.
Contenido
1) Una cata de Física de Partículas: introducción general
2) Aspectos formales y generales: relatividad, sección eficaz y tiempo de vida, simetrías y leyes de conservación
3) Números cuánticos y espectroscopía: masa, spin, paridad (P), inversión temporal (T), conjugación de carga (C), violación de CP, teorema CPT, isospin, hipercarga, el modelo de quarks
4) Interacciones: electrodinámica de leptones y hadrones, interacciones débiles, teorías gauge, teoría electrodébil, el bosón de Higgs, interacciones fuertes
5) Temas abiertos: oscilaciones de neutrinos, gran unificación, asimetría materia/antimateria, supersimetría, cuerdas, dimensiones extras, materia oscura, energía oscura
Metodología
Lecciones teóricas y ejercicios.
Trabajo en clase y en casa.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Ejercicios | 16 | 0,64 | 2, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 8, 11, 12, 14, 15, 16 |
| Lecciones teóricas | 33 | 1,32 | 2, 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Discusión, grupos de trabajo, ejercicios en grupo | 29 | 1,16 | 2, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 9, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16 |
| Estudio de los fundamentos teóricos | 57 | 2,28 | 2, 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16 |
Evaluación
Parte 1: un examen y un trabajo en casa;
Parte 2: un examen y un trabajo en casa;
Para poder participar en el examen de recuperación tienes que haber sido evaluado de los dos exámenes parciales sin requerir una nota mínima;
El examen de recuperación cubre toda la asignatura;
Puedes venir al examen de recuperación a mejorar tu nota. Si es así, tu nota final será la de este examen.
Actividades de evaluación
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen de recuperación | 70% | 3 | 0,12 | 2, 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16 |
| Examen: Parte 1 | 35% | 3 | 0,12 | 2, 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16 |
| Examen: Parte 2 | 35% | 3 | 0,12 | 2, 1, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16 |
| Trabajo en casa: Parte 1 | 15% | 3 | 0,12 | 2, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 9, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16 |
| Trabajo en casa: Parte 2 | 15% | 3 | 0,12 | 2, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 9, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16 |
Bibliografía
"Introduction to Elementary Particles", D. Griffiths, Wiley-VCH
"Particle Physics", B. R. Martin y G. Shaw, Wiley
"Concepts of Elementary Particle Physics", M. E. Peskin, Oxford Univ. Press
"The Standard Model in a Nutshell", D. Goldberg, Princeton Univ. Press
"Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics", F. Halzen y A. D. Martin, John Wiley & Sons
Software
Es recomendable utilizar Mathematica Student Edition.