Física d’Altes Energies
Codi: 103947 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500097 Física | OT | 4 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Rafel Escribano Carrascosa
- Correu electrònic:
- rafel.escribano@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
- Grup íntegre en anglès:
- Sí
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Arul Prakash Sivagurunathan
Prerequisits
És recomanable haver seguit els cursos d'Introducció a la Física Nuclear i de Partícules, Mecànica Quàntica, Mecànica Teòrica i Sistemes No Lineals, i Electrodinàmica i Radiació de Sincrotró, i seguir, en paral·lel, el curs de Mecànica Quàntica Avançada.
És recomanable també haver seguit el curs de Mètodes Matemàtics Avançats.
Objectius
L'objectiu principal d'aquest curs és donar una introducció a la física de partícules moderna començant per la presentació sobre de què està fet el món i acabant amb la formulació del Model Estàndard.
Competències
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Aplicar els principis fonamentals a l'estudi qualitatiu i quantitatiu de les diferents àrees particulars de la física
- Comunicar eficaçment informació complexa de manera clara i concisa, ja sigui oralment, per escrit o mitjançant TIC, i en presència de públic, tant a públics especialitzats com generals
- Conèixer les bases d'alguns temes avançats incloent desenvolupaments actuals en la frontera de la física sobre els quals poder-se formar posteriorment amb més profunditat
- Fer treballs acadèmics de manera independent usant bibliografia (especialment en anglès), bases de dades i col·laborant amb altres professionals
- Formular i abordar problemes físics identificant els principis més rellevants i utilitzant aproximacions, si fos necessari, per arribar a una solució que ha de ser presentada explicitant hipòtesis i aproximacions
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Planejar i realitzar, utilitzant els mètodes apropiats, un estudi o recerca teòrica i interpretar i presentar-ne els resultats
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, fer servir correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics
- Treballar autònomament, tenir iniciativa pròpia, ser capaç d'organitzar-se per assolir uns resultats i planejar i executar un projecte
- Treballar en grup, assumint responsabilitats compartides e interaccionant professional i constructivament amb altres amb absolut respecte als seus drets.
- Utilitzar les matemàtiques per descriure el món físic, seleccionant les eines apropiades, construint models adequats, interpretant resultats i comparant críticament amb l'experimentació i l'observació
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar els límits d'alta i baixa energia de processos electrofebles i forts senzills.
- Analitzar les aproximacions a nivell arbre de processos electrofebles i forts senzills.
- Aplicar la invariància gauge per a la determinació dels lagrangians de les interaccions electrofebles i de la cromodinàmica quàntica.
- Calcular seccions eficaces de processos electrofebles i forts senzills.
- Comunicar eficaçment informació complexa de manera clara i concisa, ja sigui oralment, per escrit o mitjançant TIC, i en presència de públic, tant a públics especialitzats com generals.
- Establir les bases per a la formulació completa de les teories quàntiques de camps abelianes i no abelianes.
- Estructurar i desenvolupar, a partir d'un estat inicial i final concrets, l'estratègia i el càlcul de la secció eficaç d'un procés fort o electrofeble.
- Fer servir el teorema de Noether en teories quàntiques de camps.
- Fer treballs acadèmics de manera independent usant bibliografia (especialment en anglès), bases de dades i col·laborant amb altres professionals.
- Formular les bases per a les tècniques de detecció de partícules elementals.
- Identificar les implicacions socials, econòmiques i mediambientals de les activitats academicoprofessionals de l'àmbit de coneixement propi.
- Identificar situacions que necessiten un canvi o millora.
- Obtenir amplituds de transició de processos electrofebles i forts senzills utilitzant les regles de Feynman.
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, usar correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics.
- Treballar autònomament, tenir iniciativa pròpia, ser capaç d'organitzar-se per assolir uns resultats i planejar i executar un projecte.
- Treballar en grup, assumir responsabilitats compartides i interaccionar professionalment i de manera constructiva amb altres persones amb un respecte absolut als seus drets.
- Utilitzar les regles de Feynman en processos forts i electrofebles senzills
Continguts
1) Un tast de Física de Partícules: introducció general
2) Aspectes formals i generals: relativitat, secció eficaç i temps de vida, simetries i lleis de conservació
3) Nombres quàntics i espectroscopia: massa, spin, paritat (P), inversió temporal (T), conjugació de càrrega (C), violació de CP, teorema CPT, isospin, hipercàrrega, el model de quarks
4) Interaccions: electrodinàmica de leptons i hadrons, interaccions febles, teories gauge, teoria electrofeble, el bosó de Higgs, interaccions fortes
5) Temes oberts: oscil·lacions de neutrins, gran unificació, asimetria matèria/antimatèria, supersimetria, cordes, dimensions extres, materia fosca, energia fosca
Metodologia
Lliçons teòriques i exercicis.
Treball a classe i a casa.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Exercicis | 16 | 0,64 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 |
| Lliçons teòriques | 33 | 1,32 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 10, 12, 13, 14, 17 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Discussió, grups de treball, exercicis en grup | 29 | 1,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
| Estudi dels fonaments teòrics | 57 | 2,28 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
Avaluació
Part 1: un examen i un treball a casa;
Part 2: un examen i un treball a casa;
Per tal de poder participar en l'examen de recuperació has d'haver estat avaluat dels dos exàmens parcials sense requerir una nota mínima;
L'examen de recuperació cobreix tota l'assignatura;
Pots venir a l'examen de recuperació a millorar la teva nota. Si és així, la teva nota final serà la d'aquest examen.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen de recuperació | 75% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 17 |
| Examen: Part 1 | 37,5% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 17 |
| Examen: Part 2 | 37,5% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 12, 13, 14, 17 |
| Treball a casa: Part 1 | 12,5% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
| Treball a casa: Part 2 | 12,5% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |
Bibliografia
"Introduction to Elementary Particles", D. Griffiths, Wiley-VCH
"Particle Physics", B. R. Martin i 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 i A. D. Martin, John Wiley & Sons
Programari
És recomanable utilitzar Mathematica Student Edition.