87977 - SUBNUCLEAR PHYSICS

Scheda insegnamento

  • Docente Luisa Cifarelli

  • Crediti formativi 6

  • SSD FIS/01

  • Lingua di insegnamento Inglese

  • Campus di Bologna

  • Corso Laurea Magistrale in Physics (cod. 9245)

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student will know the conceptual foundations of subnuclear physics. He/she will be introduced to the notions of symmetry principles and groups and their mathematical formalism, in order to describe the gauge theories (QED, QFD and QCD) of the Standard Model as well as its possible extensions.

Contenuti

Simmetrie continue e teorema di Noether; teorie di gauge globali e locali, Abeliane (elettromagnetismo) e non Abeliane (teoria di Yang e Mills dell'isospin). – Rottura spontanea delle simmetrie (SSB), teorema di Nambu-Goldstone, meccanismo di Brout-Englert-Guralnik-Hagen-Higgs-Kibble e bosone di Higgs. – Teoria di gauge delle interazioni elettromagnetiche (QED) e gruppo U(1)-e.m.; equazione di Dirac, elicità e rappresentazione chirale, cenni su diagrammi e regole di Feynman (propagatori, fattori di vertice, ampiezza invariante). – Interazioni deboli, teoria di gauge delle interazioni elettrodeboli (QFD) e gruppo SU(2)-left x U(1)-weak-hypercharge. – Modello Standard, mescolamento dei flavour, angolo di Cabibbo, meccanismo di Glashow-Iliopoulos-Maiani, matrice di Kobayashi-Maskawa, violazione di CP. – Teoria di gauge delle interazioni di colore (QCD) e gruppo SU(3)-colour; cenni sul confinamento dei quark. – Cenni su rinormalizzazione e running, su supersimmetria (SUSY) e grande unificazione (GUT).
–– ARGOMENTI SPECIFICI: – Fenomenologia delle interazioni tra nuclei pesanti a LHC: esempi chiave e misure sperimentali. – Deconfinamento e rottura della simmetria chirale, collisioni ultraperiferiche, quantum number flow (leading effect) in vari tipi d'interazione.

Testi/Bibliografia

A. Zichichi, Subnuclear Physics-The First 50 Years: Highlights from Erice to ELN (World Scientific) – C. Quigg, Gauge Theories of the Strong, Weak and Electromagnetic Interactions (Addison-Wesley Publishing Company) – I.J.R. Aitchison, A.J.G. Hey, Gauge Theories in Particle Physics, volume I: From Relativistic Quantum Mechanics to QED; volume II: QCD and the Electroweak Theory (Institute of Physics Publishing) – F. Halzen, A.D. Martin, Quarks and Leptons: an Introductory Course in Modern Particle Physics (John Wiley & Sons) – D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles (Wiley-vch) – S. Coleman, Selected Erice Lectures Aspects of Symmetry (Cambridge University Press) – A. Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics (Cambridge University Press) – R.H. Mohapatra, Unification and Supersymmetry: the Frontiers of Quark-Lepton Physics (Springer-Verlag) – I. Aitchison, Supersymmetry in Particle Physics (Cambridge University Press)

Metodi didattici

Lezioni frontali (48 ore), comprendenti anche un certo numero di seminari specialistici

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Presentazione, almeno 7 giorni prima della prova orale, di una tesina scritta su un tema assegnato dal docente, di non oltre 25 pagine.

Successiva prova orale con presentazione tramite slides della tesina, durante la quale verranno poste domande da parte del docente non solo sull'argomento presentato ma, in generale, sui vari contenuti del corso.

Strumenti a supporto della didattica

Slides e video proiettore

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luisa Cifarelli