Modelo Estándar: Fundamentos y Fenomenología
Código: 42864 Créditos ECTS: 9| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4313861 Física de Altas Energias, Astrofísica y Cosmología | OT | 0 | 1 |
Contacto
- Nombre:
- Rafel Escribano Carrascosa
- Correo electrónico:
- rafel.escribano@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Aurelio Juste Rozas
- Rafel Escribano Carrascosa
- Immaculada Riu Dachs
Prerrequisitos
Se recomienda haber seguido los cursos Introducción a la Física del Cosmos e Introducción a la Teoría Cuántica de Campos.
Objetivos y contextualización
El propósito principal de este curso es ofrecer una visión general del Modelo Estándar de la física de partículas empezando por los fundamentos y terminando con la fenomenología.
Competencias
- Aplicar los principios fundamentales a áreas particulares como la física de partículas, la astrofísica de estrellas, planetas y galaxias, la cosmología o la física más allá del Modelo Estándar.
- Conocer las bases de temas seleccionados de carácter avanzado en la frontera de la física de altas energías, astrofísica y cosmología, y aplicarlos consistentemente.
- Formular y abordar problemas físicos, tanto si son abiertos como si están mejor definidos, identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si procede, para llegar a una solución que se ha de presentar explicitando las suposiciones y las aproximaciones.
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
- Razonar críticamente, tener capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico y elaborar argumentos lógicos.
Resultados de aprendizaje
- Analizar el concepto de rotura espontánea de simetría.
- Aplicar la Cromodinámica Cúantica a procesos elementales fuertes.
- Aplicar la teoría de Weinberg-Salam a procesos elementales electrodébiles.
- Calcular secciones eficaces electrodébiles y fuertes.
- Comprender las bases de la teoría del modelo estándar y su fenomenología.
- Reconocer las bases de la Cromodinámica Cuántica como teoría de las interacciones fuertes.
- Reconocer las bases de la teoría de Weinberg-Salam de las interacciones electrodébiles.
Contenido
Fundamentos del Modelo Estándar:
- Dificultades de la teoría pre-gauge
- Invarianza gauge global y local
- Rotura espontánea de la simetría, bosones de Goldstone y mecanismo de Higgs
- El Modelo Estándar de las interacciones electrodébiles
- Fenomenología electrodébil
- Dinámica del sabor
- Interacciones electromagnéticas de leptones y hadrones
- Una introducción a la cromodinámica cuántica (QCD)
Fenomenología del Modelo Estándar:
- QCD en colisiones electrón-protón
- QCD en colisiones electrón-positrón
- Algoritmos jet
- QCD en colisiones hadrón-hadrón
- Generadores de eventos Monte Carlo
- Física del top
- Física del Higgs
- Física del sabor pesado
- Física de neutrinos
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 | |||
| Lecciones teóricas | 68 | 2,72 | 1, 2, 3, 5, 6, 7 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Discusión, grupos de trabajo, ejercicios en grupo | 68 | 2,72 | 2, 3, 4 |
| Estudio de los fundamentos teóricos | 68 | 2,72 | 1, 5, 6, 7 |
Evaluación
Un examen y una trabajo en casa de Fundamentos del ME, y un examen y un trabajo en casa de Fenomenología del ME.
En el caso de Fundamentos del ME, el trabajo consistirá en resolver un conjunto seleccionado de ejercicios.
En el caso de Fenomenología del ME, el trabajo consistirá en una presentación individual sobre un artículo de investigación seleccionado.
Para el alumnado que no apruebe el curso, es posible realizar un examen de recuperación que consistirá en un examen escrito que abarque todo el contenido.
Para participar en este examen de recuperación, debes ser evaluado primero del examen y el trabajo en casa de las partes de Fundamentos y Fenomenología del curso, respectivamente.
Evaluación única: El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única tendrá que realizar una prueba final que consistirá, en primer lugar, en un examen de todo el temario. Este examen se llevará a cabo el mismo día, hora y lugar que el examen de la modalidad de evaluación continua. Además, antes de comenzar el examen, el alumnado entregará 2 trabajos, por un lado, la resolución de un conjunto seleccionado de ejercicios propuestos en una fecha anterior, y por el otro, la presentación escrita de un artículo de investigación seleccionado también propuesto en una fecha anterior. Para la calificación, 50% de la nota será la del examen y cada uno de los trabajos contará un 25%. El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única tiene otra oportunidad de superar la asignatura o mejorar la nota mediante el mismo examen de recuperación que el alumnado que haya optado por la evaluación continua (ambos exámenes serán idénticos y tendrán lugar el mismo día, hora y en el mismo lugar), pero es obligatorio haberse presentado al examen final para optar a la recuperación. En esta prueba se podrá recuperar la nota correspondiente al examen. La parte de los trabajos no es recuperable.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen Fenomenología | 25% | 1,5 | 0,06 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| Examen Fundamentos | 25% | 1,5 | 0,06 | 1, 3, 4, 5, 7 |
| Examen de recuperación | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Trabajo en casa: Fenomenología | 25% | 7,5 | 0,3 | 2, 3, 4, 5, 6 |
| Trabajo en casa: Fundamentos | 25% | 7,5 | 0,3 | 1, 3, 4, 5, 7 |
Bibliografía
Fundamentos del Modelo Estándar:
- D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-VCH 2008
- B. R. Martin y 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 y 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 y L. Li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics, Oxford University Press 1988
- J. F. Donoghue, E. Golowich y B. R. Holstein, Dynamics of the Standard Model, Cambridge University Press 2014
- P. Langacker, The Standard Model and Beyond, CRC Press 2017
Fenomenología del Modelo Estándar:
- F. Halzen y A. D. Martin, Quarks & Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics, Wiley 1984
- R. K. Ellis, W. J. Stirling y 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
Software
Es recomendable utilizar Mathematica Student Edition.