Astrofísica de Altas Energías
Código: 42856 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 4313861 Física de Altas Energias, Astrofísica y Cosmología/High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology | OT | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Alessandro Patruno
- Correo electrónico:
- alessandro.patruno@uab.cat
Equipo docente
- Francisco Javier Rico Castro
- Abelardo Moralejo Olaizola
- Alessandro Patruno
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Es obligatorio haber seguido el curso de Introducción a la Física del Cosmos.
También se recomienda, pero no es obligatorio, haber seguido el curso de Técnicas de Observación.
Objetivos y contextualización
Los estudiantes deben familiarizarse con los conceptos básicos de la Astrofísica de Alta Energía, no solo con respecto a las fuentes y los procesos astrofísicos que producen rayos X, rayos gamma y rayos cósmicos en nuestro universo, sino también con los instrumentos que detectan estos fotones / partículas.
El curso se divide en tres bloques. La primera parte es una descripción teórica de los principales procesos de interacción de la materia y la radiación en el dominio de energía de rayos X y rayos gamma.
El segundo describe los detectores que están funcionando actualmente, los que están en construcción y los que están siendo diseñados.
El tercer y último bloque presenta la fenomenología de varias fuentes cósmicas de rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos que se han observado hasta ahora.
Competencias
- 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.
Resultados de aprendizaje
- Analizar las distintas fuentes de radiación cósmica.
- Distinguir y analizar los distintos tipos de detectores de radiación cósmica.
- Entender los procesos físicos responsables de la emisión, propagación y absorción de radiación cósmica (partículas cargadas, fotones y neutrinos)
Contenido
Esquema del curso
1. Introducción. Procesos físicos
Producción de fotones de altas energías (rayos X y gamma) y de rayos cósmicos.
Aceleración de partículas en el universo.
2. Métodos de observación
Instrumentación de rayos X y gamma desde el espacio y desde la tierra. Detectores de rayos cósmicos. Astronomía de neutrinos.
Técnicas de detección directa de materia oscura.
3. El cielo en alta energías
Fuentes relacionadas con la acreción de materia: enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros en estrellas binarias. Núcleos activos de galaxias.
Explosiones de novas y supernovas. Restos de supernova, púlsares y nebulosas de viento de púlsar
Emisión de rayos gamma relacionada con la nucleosíntesis. Emisión difusa y líneas de emisión
Emisión de rayos gamma relacionada con la aniquilación materia-antimateria
Estallidos de rayos gamma
Los rayos cósmicos: origen y propagación; posibles lugares de aceleración
Los rayos gamma como sondas del medio intergaláctico (luz de fondo extragaláctica, campos magnéticos)
4. Astronomía multi-mensajero, aspectos de física fundamental
Evidencia de materia oscura. Búsquedas directas e indirectas de materia oscura, posibles candidatos y sus huellas. Límites actuales obtenidos mediante la astronomía multi-mensajero.
Tests de la invariancia de Lorentz mediante observaciones multi-mensajero.
Busqueda de partículas similares a los axiones mediante anomalías de propagación de rayos gamma y rayos cósmicos.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases teóricas | 45 | 1,8 | 1, 2, 3 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Informe oral sobre un tema, basado en un artículo y referencias asociadas | 35 | 1,4 | 1, 2, 3 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Tares en casa: estudio y comprobación de los materials proporcionados en el aula | 65 | 2,6 | 1, 2, 3 |
Clases de teoría.
Trabaja en el aula 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.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen final | 45% | 4 | 0,16 | 1, 2, 3 |
| Participación activa en las clases | 10% | 0 | 0 | 1, 2, 3 |
| Presentación oral del tema escogido | 45% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3 |
Se realizará un seguimiento de la asistencia a las clases y la participación activa (por ejemplo, hacer preguntas)
Se realizará un examen final que abarcará todos los temas (con una duración tentativa de 2.5 horas).
Se requiere trabajo individual sobre un tema de investigación, basado en un documento proporcionado por los maestros y en las referencias asociadas encontradas por el alumnado. Se debe hacer un informe escrito y su presentación oral, seguida de una discusión con el panel (maestros del master).
En caso de suspender, habrá la oportunidad de aprobar el curso con un nuevo examen y / o la defensa de un nuevo ensayo; El puntaje umbral para tener la oportunidad de recuperarse es 3/10.
Bibliografía
- Radiation Detection and Measurement, Glenn F. Knoll, Wiley, NJ, USA (2000)
- Exploring the X-ray Universe, Philip A. Charles, Frederick D. Seward, Cambridge University Press, Cambridge, UK (1995)
- Radiative Processes in Astrophysics, Rybicki, G. B. and Lightman, A. P., Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany (1985)
- Very high energy cosmic gamma radiation : a crucial window on the extreme Universe, F. A. Aharonian, River Edge, NJ: World Scientific Publishing (2004)
- Accretion power in Astrophysics", J. Frank, A. King, D. Raine, Cambridge University Press (3rd Edition, 2002)
- High Energy Astrophysics", M.S. Longair, Cambridge University Press (2011) (also available as EBOOK)
Software
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Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |