Model Estàndard: Fonaments i Fenomenologia
Codi: 42864 Crèdits: 9| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4313861 Física d'Altes Energies, Astrofísica i Cosmologia | OT | 0 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Rafel Escribano Carrascosa
- Correu electrònic:
- rafel.escribano@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu accedir-hi des d'aquest enllaç. Per consultar l'idioma us caldrà introduir el CODI de l'assignatura. Tingueu en compte que la informació és provisional fins a 30 de novembre de 2023.
Equip docent
- Aurelio Juste Rozas
- Rafel Escribano Carrascosa
- Immaculada Riu Dachs
Prerequisits
Es recomana haver seguit els cursos Introducció a la Física del Cosmos i Introducció a la Teoria Quàntica de Camps.
Objectius
El propòsit principal d’aquest curs és donar una visió general del Model Estàndard de la física de partícules començant pels fonaments i acabant amb la fenomenologia.
Competències
- Aplicar els principis fonamentals a àrees particulars com la física de partícules, l'astrofísica d'estrelles, planetes i galàxies, la cosmologia o la física més enllà del Model Estàndard.
- Conèixer les bases de temes seleccionats de caràcter avançat a la frontera de la física d'altes energies, astrofísica i cosmologia, i aplicar consistentment.
- Formular i abordar problemes físics, tant si són oberts com si estan més ben definits, identificant els principis més rellevants i utilitzant aproximacions, si escau, per arribar a una solució que s'ha de presentar explicitant les suposicions i les aproximacions.
- Posseir i comprendre coneixements que aporten una base o oportunitat de ser originals en el desenvolupament i / o aplicació d'idees, sovint en contextos de recerca.
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, usar correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar el concepte de trencament espontani de simetria.
- Aplicar la cromodinàmica quàntica a processos elementals forts.
- Aplicar la teoria de Weinberg-Salam a processos elementals electrodébiles.
- Calcular seccions eficaces electrodébiles i forts.
- Comprendre les bases de la teoria del model estàndard i la seva fenomenologia.
- Reconèixer les bases de la Cromodinàmica Quántica com a teoria de les interacciones fortes.
- Reconèixer les bases de la teoria de Weinberg-Salam de les interaccions electrodébiles.
Continguts
Fonaments del Model Estàndard:
- Dificultats de la teoria pre-gauge
- Invariancia gauge global i local
- Trencament espontani de la simetria, bosons de Goldstone i mecanisme de Higgs
- El Model Estàndard de les interaccions electrofebles
- Fenomenologia electrofeble
- Dinàmica del sabor
- Interaccions electromagnètiques de leptons i hadrons
- Una introducció a la cromodinàmica quàntica (QCD)
Fenomenologia del Model Estàndard:
- QCD en col·lisions electrons-protons
- QCD en col·lisions electrons-positrons
- Algoritmes jet
- QCD en col·lisions hadró-hadró
- Generadors d'esdeveniments Monte Carlo
- Física del top
- Física del Higgs
- Física del sabor pesat
- Física de neutrins
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 | |||
| Lliçons teòriques | 68 | 2,72 | 1, 2, 3, 5, 6, 7 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Discussió, grups de treball, exercicis en grup | 68 | 2,72 | 2, 3, 4 |
| Estudi dels fonaments teòrics | 68 | 2,72 | 1, 5, 6, 7 |
Avaluació
Un examen i un treball a casa de Fonaments del ME, i un examen i un treball a casa de Fenomenologia del ME.
En el cas de Fonaments del ME, el treball consistirà a resoldre un conjunt seleccionat d'exercicis.
En el cas de Fenomenologia del ME, el treball consistirà en una presentació individual sobre un article d'investigació seleccionat.
Per l'alumnat que no aprovi el curs, és possible realitzar un examen de recuperació que consistirà en un examen escrit que abasti tot el contingut.
Per participar en aquest examen de recuperació, l'alumnat ha de ser avaluat primer de l'examen i el treball a casa de les parts de Fonaments i Fenomenologia del curs, respectivament.
Avaluació única: L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà, en primer lloc, en un examen de tot el temari. Aquest examen es durà a terme el mateix dia, hora i lloc que l'examen de la modalitat d'avaluació continuada. A més a més, abans de començar l'examen, l'alumnat lliurarà 2 treballs, d'una banda, la resolució d'un conjunt seleccionat d'exercicis proposats en una data anterior, i de l'altra, la presentació escrita d'un article d'investigació seleccionat també proposat en una data anterior. Per a la qualificació, 50% de la nota serà la de l'examen i cadascun dels treballs comptarà un 25%. L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única té una altra oportunitat de superar l’assignatura o millorar la nota mitjançant el mateix examen de recuperació que l'alumnat que hagi optat per l'avaluació continuada (ambdós exàmens seran idènticsi tindran lloc el mateix dia, hora i al mateix lloc), però és obligatori haver-se presentat a la prova final per optar a la recuperació. En aquesta prova es podrà recuperar la nota corresponent a l'examen. La part de treballs no és recuperable.
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen Fenomenologia | 25% | 1,5 | 0,06 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| Examen Fonaments | 25% | 1,5 | 0,06 | 1, 3, 4, 5, 7 |
| Examen de recuperació | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Treball a casa: Fenomenologia | 25% | 7,5 | 0,3 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| Treball a casa: Fonaments | 25% | 7,5 | 0,3 | 1, 3, 4, 5, 7 |
Bibliografia
Fonaments del Model Estàndard:
- D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-VCH 2008
- B. R. Martin i G. Shaw, Particle Physics, Wiley
- M. E. Peskin, Concepts of Elementary Particle Physics, Oxford University Press 2019
- D. Goldberg, The Standard Model in a Nutshell, Princeton University Press 2017
- F. Halzen i A. D. Martin, Quarks & Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics, Wiley 1984
- C. Quigg, Gauge Theories of the Strong, Weak and Electromagnetic Interactions, Princeton University Press 2013
- T. Cheng i L. Li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics, Oxford University Press 1988
- J. F. Donoghue, E. Golowich i B. R. Holstein, Dynamics of the Standard Model, Cambridge University Press 2014
- P. Langacker, The Standard Model and Beyond, CRC Press 2017
Fenomenologia del Model Estàndard:
- F. Halzen i A. D. Martin, Quarks & Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics, Wiley 1984
- R. K. Ellis, W. J. Stirling i B. R. Webber, QCD and Collider Physics, Cambridge University Press 2003
- D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge University Press 2000
- D. Green, High Pt Physics at Hadron Colliders, Cambridge University Press 2009
Programari
És recomanable utilitzar Mathematica Student Edition.