Insegnamento INTRODUZIONE ALLA FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI
| Nome del corso di laurea | Fisica |
|---|---|
| Codice insegnamento | 55053606 |
| Sede | PERUGIA |
| Curriculum | Fisica delle particelle elementari |
| Docente responsabile | Giuseppina Anzivino |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | FIS/04 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Primo Semestre |
| 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. |