- Oggetto:
- Oggetto:
Fondamenti di teoria dei campi
- Oggetto:
An Introduction to Quantum Field Theory
- Oggetto:
Anno accademico 2021/2022
- Codice dell'attività didattica
- MFN0877
- Docente
- Prof. Carlo Angelantonj (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica - Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
-
Introduzione alla teoria dei campiIntroduction to field theory
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento si prefigge lo scopo di introdurre i concetti primari della teoria quanto-relativistica dei campi e di discutere le loro applicazioni. La discussione degli argomenti è autocontenuta ed il materiale esposto permette una comprensione del Modello Standard e delle sue fondamentali conseguenze sperimentali.
The course aims at introducing the primary concepts of quantum-relativistic field theory and at discussing their applications. The discussion of the topics is self included and the presented material allows an understanding of the Standard Model and its principal experimental consequences.
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Risultati dell'apprendimento attesi
Lo studente sarà in grado di descrivere applicazioni della teoria quantistica dei campi alla fisica delle interazioni fondamentali
The student will be able to describe the applications of quantum field theory to Fundamental Interaction Physics.
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Modalità di insegnamento
Per l'a.a. corrente le lezioni saranno anche trasmesse in streaming tramite le pagine WebEx personali dei docenti, esclusivamente per studenti seriamente impossibilitati a partecipare alle lezioni in presenza.
La prima lezione sarà martedì 16 novembre alle ore 11:00 in Aula C e al seguente link:
https://unito.webex.com/meet/carlo.angelantonj
Se l’emergenza sanitaria dovesse persistere e/o aggravarsi le lezioni potranno essere svolte a distanza tramite piattaforma WebEx.Lectures will be given in the classroom with the support of the blackboard. If needed they will be streamed over internet.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto consistente nella soluzione di uno o più esercizi, seguito da esame orale sui vari argomenti trattati a lezione.
Written exam concerning the solution of one or more exercises, followed by an oral Examination with questions on the different topics discussed in the lectures.
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Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Richiami sulla quantizzazione canonica del campo scalare libero. Propagatore di Feynman
Rappresenzaione di Kallen-Lehman del propagatore.
Formula di riduzione di LSZ per il campo scalare
Serie perturbativa di Dyson e formula di Gell-Mann Low
Teorema di Wick per il campo scalare
Teoria lambda phi^4. Esempi e regole di Feynman
Loop e divergenze ultraviolette
Campo scalare complesso e potenziale di Yukawa
Richiami sulla quantizzazione canonica del campo di Dirac. Propagatore di Feynman
Teorema di Wick e formula di riduzione LSZ per i campi fermionici
Cenni alla quantizzazione a la Gupta-Bleuler per il campo di Maxwell
Teorie di Yang-Mills
Integrale funzionale in meccanica quantistica e teoria dei campi
Integrale funzionale per il campo scalare. Calcolo perturbativo per la teoria interagente. Funzioni di Green e funzioni di Green connesse. Esempi nella teoria phi^4
Variabili di Grassmann e integrale di Berezin
Quantizzazione di Faddeev-Popov per le teorie di gauge. Campi di ghost
Elettrodinamica Quantistica. Calcolo di varie ampiezze di scattering a livello ad albero e sezione d'urto. Loop fermionici e identità di Ward per la QED.
Rottura spontanea della simmetria. Teorema di Goldstone e meccanismo di Higgs.
Il Modello Standard delle interazioni elettrodeboli: il settore di vuoto. I leptoni. Quarks, matrice di CKM e violazione di CP.
Overview on canonical quantisation for the scalar field. Feynman propagator
Kallen-Lehman representation for the propagator
LSZ reduction formula for the scalar field
Dyson perturbative series and Gell-Mann Low formula
Wick Theorem for scalar fields
Lambda phi^4 theory. Examples and Feynman rules
Loop counting and UV divergences
Complex scalar field and Yukawa potential
Overview on the canonical quantisation of Dirac fields. Feynman propagator
Wick Theorem and LSZ reduction formula for Fermi fields
Gupta-Bleuler quantisation for Maxwell theory
Yang-Mills theory
Functional integral in quantum mechanics and field theory
Functional integral for the scalar field. Perturbative expansion for the perturbative theory. Green’s functions and connected Green’s functions. Examples in phi^4 theory
Grassmann variables and Berlin integral
Faddeev-Popov quantisation for gauge theories. Ghost fields
Quantum Electrodynamics. Scattering amplitudes at tree level and cross section. Fermionic loops and Ward identity for the QED
Spontaneous symmetry breaking. Goldstone theorem and Higgs mechanism
The Standard Model of Particle Physics: the vacuum sector. Leptons. Quarks, CKM matrix and CP violation
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
La bibliografia sulla Teoria Quantisitca dei Campi è estremamente vasta e variegata, e in questo corso non seguirò un testo in particolare. Alcuni libri che hanno ispirato la stesura di questo insegnamento sono (in ordine sparso):
P. Ramond, Field Theory: A Modern Primer, Addison Wesley
C. Itzykson and J.-B. Zuber, Quantum Field Theory, McGraw-Hill
M.E. Peskin and D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison Wesley
H. Nastase, Introduction to Quantum Field Theory, Cambridge University Press
M. Srednicki, Quantum Field Theory, Cambridge University Press
F. Mandl and G. Shaw, Quantum Field Theory, 2nd edition, Wiley
G. Sterman, An Introduction to Quantum Field Theory, Cambridge University Press
A. Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell, Princeton University Press
T. Banks, Modern Quantum Field Theory, Cambridge University Press
J.D. Bjorken and S.D. Drell, Relativistic Quantum Fields, McGraw-Hill
L. Álvarez-Gaumé and M.Á. Vázquez-Mozo, An Invitation to Quantum Field Theory, Springer
P. Ramond, Field Theory: A Modern Primer, Addison Wesley
C. Itzykson and J.-B. Zuber, Quantum Field Theory, McGraw-Hill
M.E. Peskin and D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison Wesley
H. Nastase, Introduction to Quantum Field Theory, Cambridge University Press
M. Srednicki, Quantum Field Theory, Cambridge University Press
F. Mandl and G. Shaw, Quantum Field Theory, 2nd edition, Wiley
G. Sterman, An Introduction to Quantum Field Theory, Cambridge University Press
A. Zee, Quantum Field Theory in a Nutshell, Princeton University Press
T. Banks, Modern Quantum Field Theory, Cambridge University Press
J.D. Bjorken and S.D. Drell, Relativistic Quantum Fields, McGraw-Hill
L. Álvarez-Gaumé and M.Á. Vázquez-Mozo, An Invitation to Quantum Field Theory, Springer
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 11:00 - 13:00 Aula C Dipartimento di Fisica Martedì 11:00 - 13:00 Aula C Dipartimento di Fisica Mercoledì 11:00 - 13:00 Aula C Dipartimento di Fisica Giovedì 8:30 - 10:30 Aula C Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 15/11/2021 al 14/01/2022
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Note
Frequenza fortemente consigliata
Attendance at the course is strongly suggested.
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