FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI
(obiettivi)
Il corso fornisce le basi nozionistiche della fisica sperimentale delle particelle elementari. Nel corso sono trattati sia argomenti sperimentali che teorici il cui obiettivo è consentire agli studenti di comprendere il percorso sperimentale e teorico che ha portato alla formulazione del Modello Standard delle interazioni fondamentali così come lo conosciamo oggi. Gli esperimenti e le scoperte fondamentali a partire dalla scoperta delle particelle elementari nei raggi cosmici fino alla produzioni dei bosoni vettori W e Z e del bosone di Higgs sono illustrati in dettaglio. Alla fine del corso lo studente avrà una visione ampia della fisica delle particelle dal punto di vista sperimentale , e una conoscenza sufficiente degli strumenti teorici necessari per comprenderne i meccanismi.
Il corso è coadiuvato da una sezione di esercitazione il cui obiettivo è rinforzare il livello di comprensione degli argomenti trattati e dei metodi di calcolo dei processi elementari, nonché consentire agli studenti di applicare le tecniche apprese per il calcolo di alcuni processi e le relazioni che tra essi intercorrono. Il corso è sia rivolto a tutti gli studenti , sia coloro che intraprendono un percorso di fisica delle particelle elementari che non, fornendo le basi della fisica delle particelle elementari
|
Codice
|
20410581 |
Lingua
|
ITA |
Tipo di attestato
|
Attestato di profitto |
Crediti
|
8
|
Settore scientifico disciplinare
|
FIS/01
|
Ore Aula
|
64
|
Ore Esercitazioni
|
16
|
Attività formativa
|
Attività formative caratterizzanti
|
Canale Unico
Docente
|
DI MICCO BIAGIO
(programma)
Programma:
1. Principi di invarianza e leggi di conservazione. 2. simmetrie discrete e continue; 3. equazioni relativistiche: Klein-Gordon, Dirac 4. soluioni ad energia negativa, elicità, spin, soluzioni per massa nulla, i neutrini 5. teoria delle perturbazioni relativistica, hamiltoniana di interazione, grafici di Feynman, propagatore come funzione di Green; 6. trasformazioni di Lorentz, sistema di laboratorio e del centro di massa, massa invariante, cinematica delle reazioni, soglia di reazione; 7. campi di interazione, modello di Yukawa; 8. raggi cosmici prmiari e secondari, il muone: decadimento, massa e vita media; 9. cinematica dei decadimenti, combinazione dei momenti angolari, coefficienti di Clebsch-Gordan, simmetria dell'isospin; 10. larghezze di decadimento e confronto tra elementi di matrice, leggi di conservazione; 11. densità dello spazione della fasi, sezione d'urto di Scattering, fattori di flusso, fattore dello spazioe delle fasi invariante, elementi di matrice di scattering; 12. il pione: carica, spin, parità, coniugazione di carica, isospin; 13. particelle strane, iperoni, interazione dei mesoni K; 14: barioni strani, ottetti mesonici e barionici, simmetria SU(3), ipercarica, diagrammi di Young; 15: scoperta dell'anti-protone, gli anti-barioni, la risonanza Delta; 16: risonanze adroniche e mesoniche, modella a Quarks; 17: rappresentazione del mesoni nel modello a quarks 18: scattering da potenziale, soluzione dell'equazione di Schroedingher per onde sferiche; 19: sezione d'urto di diffusione e assorbimento, limite di unitarietà, teorema ottico; 20: sezione d'urto risonante, formula di Breit-Wigner, masse dei barioni con formula di Gell-Man Okubo; 21: il numero quantico di colore, rappresentazioni SU(3) di colore, relazioni tra spin e multipletti di SU(3); 22: l'interazione debole, violazione della parità, esperimento di madame Wu; 23: oscillazione dei mesoni K, l'angolo di Cabibbo, il meccanismo GIM; 23: scoperta dei quark charm e beauty; 24: decadimento dei mesoni D e B, diagrammi di Feynman, relazioni di isospin; 25: fasci di neutrini, sapore dei neutrini, scoperta del neutrino tau; 25: le macchine acceleratrici e+ e-, sezione d'urto di produzione adronica, il rapporto R e il numero di quarks e colori; 26: misura dell'elicità del neutrino, scoperta dell'anti-neutrino; 27: deep inelastic scattering, funzioni di distribuzione partoniche; 27: collisori adronici, protone-anti-protone e protone-protone: scoperta dei bosoni W e Z; 28: il bosone di Higgs
(testi)
1. dispense del corso, reperibili sul sito del corso; 2. F. Halzen, A. D. Martin, "An Introductory Course in Modern Particle Physics" 3. D. Scroeder, M. Peskin, "An Introduction to Quantum Field Theory" 4. S. Weinberg, "The Quantum Theory of Fields"
|
Date di inizio e termine delle attività didattiche
|
Dal al |
Modalità di erogazione
|
Tradizionale
|
Modalità di frequenza
|
Non obbligatoria
|
Metodi di valutazione
|
Prova scritta
Prova orale
|
Docente
|
ORESTANO DOMIZIA
(programma)
Programma:
1. Principi di invarianza e leggi di conservazione. 2. simmetrie discrete e continue; 3. equazioni relativistiche: Klein-Gordon, Dirac 4. soluioni ad energia negativa, elicità, spin, soluzioni per massa nulla, i neutrini 5. teoria delle perturbazioni relativistica, hamiltoniana di interazione, grafici di Feynman, propagatore come funzione di Green; 6. trasformazioni di Lorentz, sistema di laboratorio e del centro di massa, massa invariante, cinematica delle reazioni, soglia di reazione; 7. campi di interazione, modello di Yukawa; 8. raggi cosmici prmiari e secondari, il muone: decadimento, massa e vita media; 9. cinematica dei decadimenti, combinazione dei momenti angolari, coefficienti di Clebsch-Gordan, simmetria dell'isospin; 10. larghezze di decadimento e confronto tra elementi di matrice, leggi di conservazione; 11. densità dello spazione della fasi, sezione d'urto di Scattering, fattori di flusso, fattore dello spazioe delle fasi invariante, elementi di matrice di scattering; 12. il pione: carica, spin, parità, coniugazione di carica, isospin; 13. particelle strane, iperoni, interazione dei mesoni K; 14: barioni strani, ottetti mesonici e barionici, simmetria SU(3), ipercarica, diagrammi di Young; 15: scoperta dell'anti-protone, gli anti-barioni, la risonanza Delta; 16: risonanze adroniche e mesoniche, modella a Quarks; 17: rappresentazione del mesoni nel modello a quarks 18: scattering da potenziale, soluzione dell'equazione di Schroedingher per onde sferiche; 19: sezione d'urto di diffusione e assorbimento, limite di unitarietà, teorema ottico; 20: sezione d'urto risonante, formula di Breit-Wigner, masse dei barioni con formula di Gell-Man Okubo; 21: il numero quantico di colore, rappresentazioni SU(3) di colore, relazioni tra spin e multipletti di SU(3); 22: l'interazione debole, violazione della parità, esperimento di madame Wu; 23: oscillazione dei mesoni K, l'angolo di Cabibbo, il meccanismo GIM; 23: scoperta dei quark charm e beauty; 24: decadimento dei mesoni D e B, diagrammi di Feynman, relazioni di isospin; 25: fasci di neutrini, sapore dei neutrini, scoperta del neutrino tau; 25: le macchine acceleratrici e+ e-, sezione d'urto di produzione adronica, il rapporto R e il numero di quarks e colori; 26: misura dell'elicità del neutrino, scoperta dell'anti-neutrino; 27: deep inelastic scattering, funzioni di distribuzione partoniche; 27: collisori adronici, protone-anti-protone e protone-protone: scoperta dei bosoni W e Z; 28: il bosone di Higgs
(testi)
1. dispense del corso, reperibili sul sito del corso; 2. F. Halzen, A. D. Martin, "An Introductory Course in Modern Particle Physics" 3. D. Scroeder, M. Peskin, "An Introduction to Quantum Field Theory" 4. S. Weinberg, "The Quantum Theory of Fields"
|
Date di inizio e termine delle attività didattiche
|
Dal al |
Modalità di erogazione
|
Tradizionale
|
Modalità di frequenza
|
Non obbligatoria
|
Metodi di valutazione
|
Prova scritta
Prova orale
|
|
|