FISICA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI

Crediti: 
6
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Il corso ha come obiettivo formativo principale quello di presentare la formulazione teorica e le principali implicazioni fenomenologiche della fisica delle interazioni fondamentali tra enti elementari e di rendere sia la formulazione teorica che le principali conseguenze fenomenologiche familiari allo studente.
La padronanza dei concetti e degli strumenti di calcolo costituicono l'obbiettivo principale.

In particolare in un elenco progressivo di traguardi formativi previsti si possono elencare
1) la trattazione della interazione elettrodebole e dell'interazione forte con particolare riferimento a:
La trattazione di aspetti fondanti le teorie, la loro formulazione e consistenza interna
La capacitá di descrizione e trattazione quantitativa dei fenomeni
La capacitá di calcolare le grandezze fisiche rilevanti
Il confronto di detti calcoli con i risultati degli esperimenti.
Costituisce un principale obiettivo formativo la padronanza e capacità critica che lo studente si vuole voglia acquisire mediante discussioni e quesiti in interazione continua con gli studenti.
In particolare lo studente dovrebbe essere in grado di:
1. Capire i concetti base della moderna formulazione delle teorie delle interazioni fondamentali.
2. Conoscerne i limiti di applicabilità e padroneggiarne gli ambiti per le possibili applicazioni fenomenologiche
3. Essere in grado di presentare con competenza tecnica adeguata risultati e implicazioni in modo chiaro e comprensibile anche ad un pubblico di non esperti.
4. Saper valutare, di fronte ad un problema nuovo nell'ambito dei concetti e dei temi del corso, quale potrebbe essere l'approccio più appropriato per affrontarlo.
5. Stabilire collegamenti tra i vari temi trattati nel corso essendo in grado di evidenziare analogie, differenze avendo acquisito una adeguata capacità di apprendimento.

Prerequisiti

Come unici prerequisiti si chiede una conoscenza anche di base della teoria dei campi quantistica relativistica e della cinematica relativistica.

Contenuti dell'insegnamento

Introduzione all'Elettrodinamica Quantisitca

La formulazione lagrangiana dell'Elettrodinamica Quantistica

L' Interazione Debole

La Teoria di Fermi del decadimento Beta

La violazione della Paritá nelle interazioni deboli

L'ipotesi dei Bosoni intermedi

La teoria di Glashow-Weinberg-Salam

La rinormalizzazione della Teoria Elettrodebole

L'interazione Forte

Il modello a quark e Il modello a partoni
La lagrangiana della Cromodinamica Quantistica

La libertá asintotica e il confinamento

L'approccio perturbativo alla Cromodinamica Quantistica

Il Meccanismo di Brout Englert Higgs e la massa dei Bosoni intermedi

Il Modella Standard delle Interazioni Fondamentali
SU(3)xSU(2)xU(1)

Programma esteso

Introduzione all'Elettrodinamica Quantistica

La formulazione lagrangiana dell'Elettrodinamica Quantistica

L' Interazione Debole

La Teoria di Fermi del decadimento Beta

La violazione della Paritá nelle interazioni deboli

L'ipotesi dei Bosoni intermedi

La teoria di Glashow-Weinberg-Salam

La rinormalizzazione della Teoria Elettrodebole

L'interazione Forte

Il modello a quark e Il modello a partoni
La lagrangiana della Cromodinamica Quantistica

La libertá asintotica e il confinamento

L'approccio perturbativo alla Cromodinamica Quantistica

Il Meccanismo di Brout Englert Higgs e la massa dei Bosoni intermedi

Il Modella Standard delle Interazioni Fondamentali
SU(3)xSU(2)xU(1)

Bibliografia

Advanced Quantum Mechanics J. J. Sakurai

The Quantum Vacuum - An Introduction to QED P. W. Milonni

Dynamics of the Standard Model J.F. Donogue, E. Golowich, B. L. Holstein

Metodi didattici

Lezioni e Esercitazioni.

Durante le lezioni si svolgeranno anche esercitazioni con esempi espliciti di calcolo completo di grandezze fisiche.
Verranno dati agli studenti compiti da svolgere individualmente di calcoli in analogia con quanto fatto a lezione applicando concetti gia discussi
a lezione. I risultati saranno discussi nelle lezioni immediatamente successive aprendo discussioni sui contenuti.

In particolare si affronterà una lettura e discussione critica di alcuni articoli scientifici rilevanti per gli argomemti del corso.

Modalità verifica apprendimento

Per il superamento della prova finale allo studente sará richiesta:
una sufficientemente adeguata comprensione dei principali aspetti della fisica delle interazioni fondamentali.

una sufficiente familiaritá con i principali strumenti formali e la capacitá di comprendere la derivazione e il calcolo delle principali osservabili fisiche.

La capacitá di leggere e comprendere gli articoli scientifici piú importanti riguardanti le tematiche del corso.

La valutazione sommativa degli apprendimenti è effettuata tramite un esame finale scritto:

L' esame scritto, della durata di 2 ore, consiste in 3 domande a risposta aperta (per ciascuna il
punteggio va da 0 a 10)

Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso, e di essere in grado di applicare, i concetti fondamentali di
ogni argomento trattato.

I risultati dell’esame sono pubblicati sul portale Esse3 entro una settimana dalla data dell’esame. Gli studenti
possono visionare l’esame, previo appuntamento con il docente.