87977 - SUBNUCLEAR PHYSICS

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

Modulo 1: –Teorie di Gauge globale e locale, simmetrie continue e teorema di Noether; Teorie di Gauge abeliane e non abeliane (Yang-Mills). –Equazione di Dirac, elicità e chiralità –Teoria di Gauge delle interazioni elettromagnetiche (QED) e gruppo di simmetria U(1)-e.m. , introduzione ai diagrammi e alle regole di Feynman. –Interazioni deboli, miscelazione degli aromi, angolo di Cabibbo, meccanismo di Glashow-Iliopoulos-Maiani, matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, violazione di CP. –Il modello di Glashow-Weimberg-Salam: teoria di Gauge delle interazioni elettrodeboli (QFD) e gruppo SU(2)-sinistra x U(1)-debole-ipercarica. –Rottura spontanea della simmetria (SSB), teorema di Nambu-Goldstone, meccanismo di Higgs. Test di precisione del Modello Standard presso LEP. – I contenuti del corso saranno accompagnati dalla discussione di “misure chiave” sul versante sperimentale.

Modulo 2: Teoria di gauge delle interazioni di colore (QCD) e gruppo SU(3)-colour; cenni sul confinamento dei quark – Deconfinamento e rottura della simmetria chirale –Esempi chiave e misure sperimentali.

Testi/Bibliografia

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) – R.Cahn and G. Goldhaber, The Experimental Foundations of Particle Physics, Cambrige University Press – 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) – Mark Thomson, Modern particle physics (Cambridge University Press). Matthew D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model,2021, Cambridge University Press - ISBN: 9781107034730

Metodi didattici

Lezioni frontali (48 ore), che potranno comprendere 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 Silvia Arcelli

Consulta il sito web di Francesca Bellini