Insegnamento INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI

Corso
Fisica
Codice insegnamento
55053606
Sede
PERUGIA
Curriculum
Fisica delle particelle elementari
Docente
Giuseppina Anzivino
Docenti
  • Giuseppina Anzivino
Ore
  • 42 ore - Giuseppina Anzivino
CFU
6
Regolamento
Coorte 2023
Erogato
2023/24
Attività
Affine/integrativa
Ambito
Attività formative affini o integrative
Settore
FIS/04
Tipo insegnamento
Opzionale (Optional)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
Italiano
Contenuti
Breve introduzione storica della nascita della fisica delle particelle e nozioni preliminari.
Invarianti cinematici.
Simmetrie discrete.
Il modello a quark.
QED e QCD.
Le interazioni deboli.
La teoria di Cabibbo e il meccanismo GIM.
I mesoni K e B neutri.
La matrice CKM.
Unificazione elettro-debole.
Testi di riferimento
Alessandro Bettini: Introduction to Elementary Particle Physics (Cambridge University Press)

Mark Thomson: Modern Particle Physics (Cambridge University Press)

Donald H. Perkins: Introduction to High Energy Physics (Cambridge University Press)

Robert Cahn e Gerson Goldhaber: The experimental foundation of pparticle Physics (Cambridge University Press)
Obiettivi formativi
- Conoscenze della fenomenologia delle particelle elementari e dei principali metodi sperimentali su cui si basa.
- Conoscenze di base delle interazioni fondamentali, la classificazione delle particelle e le loro proprietà, con riferimento al Modello Standard (leptoni, quark, gluoni e bosoni W/Z).
- Capacità di inquadrare in maniera soddisfacente gli aspetti principali della vasta fenomenologia dei processi elementari all'interno del Modello Standard.

Per quanto riguarda la capacità di applicare conoscenza e comprensione, i risultati attesi sono:

- Capacità di esaminare in maniera critica le conoscenze acquisite e di effettuare sintesi trasversali fra i vari argomenti del programma.
Prerequisiti
Il corso ha un'impostazione fenomenologica. Gli argomenti saranno affrontati partendo da brevi richiami alla teoria per concentrarsi maggiormente sugli aspetti sperimentali, sull'interpretazione dei dati e sul confronto con la teoria. Sarebbero utili conoscenze di base di meccanica quantistica, teoria elementare della diffusione, struttura elettromagnetica di nucleoni e nuclei, modelli di struttura del protone; tuttavia, essendo il corso erogato al primo semestre, gli studenti non avranno ancora avuto la possibilità di acquisire queste conoscenze. Brevi richiami saranno fatti duranti il corso.
Metodi didattici
Lezioni frontali.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale
Programma esteso
- Cenni storici, scoperta di alcune particelle.
- Cinematica relativistica: trasformazioni di Lorents per energia e momento. Massa invariante.
- Interazione di particelle con la materia: ionizzazione (formula di Bethe-Bloch), interazione di elettroni e fotoni.
- Cenni ai rivelatori di particelle.
- Concetti di base: interazione di particelle, range di una forza, teoria di Yukawa.
- Pioni e muoni: predizione del mesone pi, scoperta del pione e del muone.
- Gli adroni, mesoni e barioni, il modello a quark. Risonanze.
- Elettrodinamica quantistica: diagrammi di Feynman. Verifiche sperimentali.
- Fenomenologia della cromodinamica quantistica: la struttura del nucleone, la carica di colore e la massa dei quark.
- Le interazioni deboli: violazione della parità e della coniugazione particella-antiparticella.
- Il Cabibbo mixing e il meccanismo GIM. La scoperta delle correnti neutre.
- I mesoni K e B neutri: la violazione di CP nei mesoni K e nei mesoni B.
- La matrice CKM: misura dei vari elementi e determinazione del triangolo di Unitarietà.
- Limiti del Modello Standard e Nuova Fisica.
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