CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Secondo
Gli ingredienti del Modello Standard: i leptoni, i quarks, i bosoni di gauge, il bosone di Higgs. Le interazioni del Modello Standard: richiamo alla QED, il settore forte QCD, il settore elettrodebole SU(2)xU(1), richiamo al meccanismo di Higgs. Processi di decadimento e scattering in teoria delle perturbazioni: la serie perturbativa di Dyson e I diagrammi di Feynman, gli integrali sullo spazio delle fasi. La tecnica delle teorie effettive: caratteristiche generali delle teorie effettive, simmetrie e power- counting, la teoria effettiva dei quarks pesanti, la teoria effettiva della QCD a bassa energia, la teoria di Fermi delle interazioni deboli, teorie effettive per scoprire la fisica al di fuori del Modello Standard. I leptoni carichi: decadimento del muone, determinazione della costante di Fermi. Interazioni deboli delle particelle strane: decadimenti leptonici e semileptonici dei K carichi ed estrazione degli elementi di matrice CKM, la violazione di CP nei decadimenti e nelle oscillazioni dei mesoni K. I quark pesanti: massa dei quark pesanti, violazione di CP nei decadimenti e oscillazioni dei mesoni B, cenni alla fenomenologia dei mesoni D. Il bosone di Higgs: la massa del bosone di Higgs, la sua self-interazione e le costanti di accoppiamento con i quarks.
OBIETTIVI FORMATIVI:
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti del corso di Laurea Magistrale in Fisica,
interessati alla Fisica Teorica delle Alte Energie gli strumenti per comprendere l'attuale
descrizione teorica dei processi fisici tra particelle elementari governati dalle interazioni
nucleari forti, deboli ed elettromagnetiche, nonche` per discutere le attuali evidenze di
nuova fisica oltre il cosiddetto Modello Standard.
Questo corso si articola in lezioni frontali, con ampio spazio dedicato ad approfondimenti
e discussioni sulla base di domande degli studenti. Il taglio delle lezioni viene adattato al
livello medio di preparazione degli studenti circa i processi chiave di fisica delle particelle
elementari e la teoria dei campi quantizzati.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
L'insegnamento consente di sviluppare le conoscenze di Fisica Teorica degli studenti con l'obiettivo di arrivare a capire come un modello teorico possa descrivere fenomeni osservati (o osservabili) sperimentalmente al livello di particelle elementari soggette ad interazioni nucleari forti, deboli ed elettromagnetiche.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Ci si attende che gli studenti siano in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per uno studio teorico quantitativo di alcuni semplici processi in fisica delle particelle elementari (decadimenti, diffusione, risonanze), avvalendosi anche di libri avanzati ed articoli scientifici di rassegna.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere capaci di analizzare criticamente il livello attuale di comprensione
dei fenomeni di fisica delle particelle elementari, per esempio se la descrizione di un certo
processo viene fatta da principi primi o in termini puramente fenomenologici. A tal fine essi
dovrebbero familiarizzare con le cosiddette teorie effettive e capire le relazioni tra queste e
le teorie (relativamente piu`) fondamentali.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere capaci di discutere un processo di fisica delle particelle elementari con un linguaggio chiaro e tecnicamente preciso, distinguendo le informazioni di carattere sperimentale sul processo dalle idee di fisica teorica usate nella descrizione di esso ed evidenziando gli eventuali aspetti ancora carenti nella attuale comprensione teorica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti dovrebbero essere capaci di comprendere il ruolo chiave che la fenomenologia delle particelle elementari ha giocato nello sviluppo della Fisica delle Alte Energie negli ultimi 60 anni, realizzando un cruciale e fertile contatto tra idee di fisica teorica e dati sperimentali,
e di utilizzare i metodi di ricerca studiati e le nozioni tecniche apprese nell'attivita` successiva sia di tesi magistrale che possibilmente di ricerca come dottorandi o borsisti.