- Oggetto:
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Fenomenologia delle interazioni fondamentali
- Oggetto:
Phenomenology of Fundamental Interactions
- Oggetto:
Anno accademico 2019/2020
- Codice dell'attività didattica
- MFN0881
- Docente
- Prof. Fiorenza Donato (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
- Terzo periodo didattico
- Tipologia
- C=Affine o integrativo
- 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
- Orale
- Prerequisiti
-
Conoscenze di meccanica quantistica relativistica e fondamenti di teoria dei campi.Knowledge on Relativistic Quantum Mechanics and rudiments of Field Theory
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso si prefigge l'obiettivo di introdurre le basi del Modello Standard (MS) delle Interazioni Fondamentali e alcune sue estensioni, con un approccio fenomenologico. In particolare si trattano le interazioni elettrodeboli, la cromodinamica quantistica, la fisica del neutrino; si sviluppa il concetto di anomalia e cancellazione delle anomalie nel MS e si affrontano alcune conseguenze fenomenologiche delle piu` comuni estensioni del MS.
The course aims at introducing the bases of the Standard Model (SM) of Fundamental Interactions and some of its extensions, with a phenomenological approach. In particular Electroweak interactions, Quantum Chromodynamics, Neutrino's physics are discussed; the concept of anomaly and cancellation of anomalies in the SM are developed and the course deals with some phenomenological consequences of the most common extenstions of SM.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Gli studenti conosceranno i fondamenti MS delle Interazioni Fondamentali e le implicazioni fenomenologiche. Avranno acquisito le nozioni fondamentali sulla fisica del neutrino e sulle segnature piu` importanti di nuova fisica agli acceleratori.
The students will know the Standard Model bases of the Fundamental Interactions and their phenomenological implications. They will acquire the essential notions on Neutrino's physics and on the most importan marks of new physics at the accelerators.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni frontali alla lavagna.
Class-taught, black-board lessons.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame è costituito da una prova orale, della durata tipica di 40-50 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare ab initio due, o al più tre, argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico che matematico.
The exam consists of an oral examination, lasting typically 40-50 minutes, during which it is required to discuss ab initio two, or at most three, topic developed at class, presenting the issue both from a physical and a mathematical viewpoint.
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Programma del corso di Fenomenologia delle Interazioni
Fondamentali
Interazioni elettrodeboli: cenni storici.
Correnti e loro conservazione in teoria dei campi. La
lagrangiana di Fermi. Violazione di parita'. Correnti deboli
per i quark. Angolo di Cabibbo. Test sperimentali. Correnti
neutre Flavor Changing. Meccanismo GIM.
Interazioni elettrodeboli: il Modello Standard.
Limiti della teoria di Fermi: violazione di unitarieta' e
non-rinormalizzabilita' (power-counting). Teoria di gauge
SU(2). Inclusione della corrente elettromagnetica. Angolo di
Weinberg. Lagrangiana di interazione con correnti cariche e
neutre. Lagrangiana per i campi di gauge.
Interazioni elettrodeboli: il problema delle masse.
Problemi relativi a bosoni di gauge massivi. Simmetrie
nascoste globali e bosoni di Goldstone. Simmetrie nascoste
locali e meccanismo di Higgs: elettrodinamica scalare;
casi non-abeliani; Modello Standard. Le masse dei fermioni:
accoppiamenti di Yukawa. Mixing nel caso generale, matrice
di CKM.
Concetto di anomalia e cancellazione delle anomalie nel Modello
Standard.
Fisica del neutrino.
Neutrino di Dirac e di Majorana. Plot di Kurie.
Probabilita` di oscillazione, neutrini atmosferici e solari.
Cromodinamica quantistica.
Lagrangiana della QCD.
Running di alpha_s, liberta` asintotica e confinamento.
Modello a partoni. Processi in QCD: rapporto R, DIS
con leptoni carichi e con neutrini, Drell e Yan, cenni di produzione
di jet.
Fisica oltre il MS.
Motivazioni per una grande unificazione e possibili modelli.
Decadimento del protone. Unificazione delle costanti di
accoppiamento.
Motivazioni per la supersimmetria.
MSSM, cenni di rottura di supersimmetria e delle proprieta` delle
particelle supersimemtricheProgram of the Course of Phenomenology of
Fundamental Interactions
Electroweak interactions: history.
Currents and their conservation in field theory. The
Fermi Lagrangian. Parity Violation. Weak currents
for quarks. Cabibbo angle. Experimental tests.
Flavor Changing Neutral Currents. GIM mechanism.
Electroweak interactions: the Standard Model.
Limits of the Fermi theory: parity violation and
non-renormalizability (power-counting). SU(2) Gauge theory.
Inclusion of the electromagnetic current.
Weinberg Angle. Interaction Lagrangian with neutral and charged
currents. Lagrangian for the gauge fields.
Electroweak interactions: the problem of the masses.
Problems related to massive gauge bosons. Global hidden symmetries
and Goldstone bosons. Local hidden symmetries
and Higgs mechanism: scalar electrodynamics;
non-Abelian cases, the Standard Model. The masses of the fermions:
Yukawa couplings. Mixing in the general case, CKM matrix.
Concept of anomaly and cancellation of anomalies in the
Standard Model.
Neutrino physics.
Dirac and Majorana neutrino. Kurie plot.
Oscialltion probability, solar and atmospheric neutrinos.
Quantum chromodynamics.
Lagrangian of QCD.
Running of alpha_s, asymptotic freedom and confinement.
Parton Model. Processes in QCD: R ratio, DIS
with charged leptons and neutrinos, Drell and Yan, notes
on jet production.
Physics beyond the SM.
Motivations for a grand unification theory and possible models.
Proton decay. Unification of the constant
couplings.
Motivations for supersymmetry.
MSSM, notes of supersymmetry breaking and the properties of
supersymmetric particles.Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
M. Peskin and D. Schroeder
"An introduction to Quantum Field Theory"
C. Giunti and C.W. Kim
"Fundamentals of neutrino Physics and Astrophysics"
Ellis, Stirling and Webber
"QCD and collider Physics"
Halzen and Martin
"Quarks and Leptons"
Kerson Huang
"Quarks, Leptons and Gauge Fields"
http://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356A Supersymmetry Primer Authors: Stephen P. Martin
con versioni riviste varie, l'ultima piuttosto recente.
Graham G. Ross Grand unified theories
Wess and Bagger Supersymmetry and Supergravity
M. Peskin and D. Schroeder
"An introduction to Quantum Field Theory"
C. Giunti and C.W. Kim
"Fundamentals of neutrino Physics and Astrophysics"
Ellis, Stirling and Webber
"QCD and collider Physics"
Halzen and Martin
"Quarks and Leptons"
Kerson Huang
"Quarks, Leptons and Gauge Fields"
http://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356A Supersymmetry Primer Authors: Stephen P. Martin
with various revised versions, the latest rather recent.
Graham G. Ross Grand unified theories
Wess and Bagger Supersymmetry and Supergravity
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 11:00 - 13:00 Aula D Dipartimento di Fisica Martedì 11:00 - 13:00 Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica Mercoledì 11:00 - 13:00 Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 20/04/2020 al 17/06/2020
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Note
Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
No mandatory prerequisites. Attendance at the course is not compulsory, but strongly reccomended.
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