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Fondamenti di teoria dei campi

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An Introduction to Quantum Field Theory

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
MFN0877
Docente
Prof. Carlo Angelantonj (Titolare del corso)
Corso di studio
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
Secondo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Meccanica quantistica relativistica
Relativistic Quantum Mechanics
Propedeutico a
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il corso 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 consequenze 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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Programma

Campi scalari: Principio di azione - Campi scalari relativistici - Invarianze e Conservazioni - Gruppi di Lie e simmetrie interne - Quantizzazione canonica - Simmetrie quantistiche - Particelle e funzioni di Green - Campi in interazione e scattering -  Teorema di Wick - Integrali funzionali e teoria delle perturbazioni - Diagrammi di Feynman e regole di Feynman - Scattering e sezioni d'urto per campi scalari - Matrice S - Formalismo LSZ - Rappresentazione di Kallen – Lehman. Campi con spin . Equazioni spinoriali e Lagrangiane - Campi vettoriali e Lagrangiane - Interazioni ed invarianze di gauge locali - Spin e quantizzazione canonica - Soluzioni con massa - Soluzioni a massa nulla - Integrali di cammino fermionici - Fermioni in un campo esterno - Vettori di gauge e ghosts -  Introduzione alla quantizzazione delle teorie di gauge - Formule di riduzione e sezioni d'urto -  ormalismo LSZ - Teorema di Wick per i fermioni - Teorema di Goldstone e meccanismo di Higgs - Catastrofe infrarossa - Introduzione al Modello Standard - Introduzione alla QCD - Decadimenti di bosoni vettoriali - Decadimento del mu - Processi di annichilazione - Scattering Bhabha - Modello a partoni.

Scalar Fields: Action principle  - Relativistic scalar fields  - Invariance and conservation laws  - Lie Groups and internal symmetries  - Canonical quantization  - Quantum symmetries - Green functions - Interacting fields and scattering - Functional integrals and perturbation theory - Wick theorem - LSZ formalism - Feynman diagrams and rulesn -  Scattering and cross-sections - S matrix. Spin: Lagrangians and equations - Vector fields and Lagrangians - Interazioni ed invarianze di gauge locali - Spin and canonical quantization - Massive solutions - Massless solutions - Fermionic functional integrals - Fermions in external fields - Gauge theories and ghosts - Reduction formulae and cross-sections - Goldstone theorem and Higgs mechanism - Introduction to the Standard Model - Introduction to QCD - Vector boson decay - mu decay - Annihilation processes - Bhabha scattering - Parton model.

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto consistente nella soluzione di uno o più esercizi scelti tra quelli discussi durante il corso. Esame orale.

Written exam concerning the solution of one or more exercises chosen among the ones discussed during the course. Oral Examination.

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Attività di supporto

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Testi consigliati e bibliografia

G. Sterman, ''An Introduction to quantum field theory,'', Cambridge, UK: Univ. Pr;

M.J.G. Veltman, ''Diagrammatica: The Path to Feynman rules,'',Cambridge, UK: Univ. Pr. (1994) ;

C. Itzykson and J.B. Zuber, ''Quantum Field Theory,'', New York, Usa: Mcgraw-hill (1980)

G. Sterman, ''An Introduction to quantum field theory,'', Cambridge, UK: Univ. Pr;

M.J.G. Veltman, ''Diagrammatica: The Path to Feynman rules,'',Cambridge, UK: Univ. Pr. (1994) ;

C. Itzykson and J.B. Zuber, ''Quantum Field Theory,'', New York, Usa: Mcgraw-hill (1980)

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Note

Frequenza fortemente consigliata

Attendance at the course is strongly suggested.

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Corsi che mutuano questo insegnamento

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Orario lezioniV

GiorniOreAula
Martedì9:00 - 11:00
Mercoledì9:00 - 11:00
Venerdì9:00 - 11:00

Lezioni: dal 11/01/2021 al 12/03/2021

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 04/01/2021 15:22
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