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Fondamenti di teoria dei campi -- Foundations of Field Theory

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Anno accademico 2011/2012

Codice dell'attività didattica
MFN0877
Docente
Prof. Gian Piero Passarino (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-106 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Sub-nucleare
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
Mutuato da
parzialmente mutuato da Teoria dei campi
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Sommario insegnamento

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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 e` autocontenuta ed il materiale esposto permette una comprensione del Modello Standard e delle sue fondamentali consequenze sperimentali.

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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

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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.

Testi consigliati e bibliografia

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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

Propedeuticità: Meccanica quantistica relativistica Modalità d'esame Esame scritto consistente nella soluzione di uno o piu` esercizi scelti tra quelli discussi durante il corso. Esame orale. Frequenza fortemente consigliata

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Ultimo aggiornamento: 01/08/2012 10:57
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