- Oggetto:
- Oggetto:
Particelle elementari I
- Oggetto:
Elementary Particles I
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- MFN0869
- Docenti
- Ernesto Migliore (Titolare)
Roberto Covarelli (Titolare) - Corso di studio
- 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
- Secondo semestre
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Orale
- Prerequisiti
-
Introduzione alla Teoria dei Campi - indirizzo Fisica Nucleare/Subnucleare (FIS0217),
Fondamenti di Teoria dei Campi - indirizzo Fisica Nucleare/Subnucleare (FIS0218).
Introduction to Field Theory - Nuclear/Subnuclear Physics course (FIS0217),
An Introduction to Quantum Field Theory - Nuclear/Subnuclear Physics course (FIS0218). - Propedeutico a
-
Particelle elementari II (MFN0879), Fisica Nucleare (MFN0880).
Elementary Particles II (MFN0879), Nuclear Physics (MFN0880). - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale in Fisica (LM17), in particolare fornendo una conoscenza quantitativa dei fondamenti sperimentali dei costituenti del Modello Standard delle particelle elementari e delle loro interazioni, con esclusione della teoria elettrodebole unificata, necessaria per affrontare un percorso di ricerca scientifica di base nell'ambito della fisica delle interazioni fondamentali.
The course contributes to the achievement of the educational goals of the Master Degree in Phyiscs (LM17), specifically providing quantitative knowledge on the experimental foundations of the constituents of the Standard Model of particle physics and of their interactions, apart from unified electroweak theory, needed to approach a research career in the field of the physics of fundamental interactions.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione.
L'insegnamento fornisce conoscenze della fenomenologia delle particelle elementari e dei principali metodi sperimentali su cui si basa.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Le conoscenze apprese vengono applicate alla risoluzione di semplici problemi riguardanti la produzione ed il decadimento delle particelle elementari. I problemi sono risolti usando la cinematica relativistica, le regole di composizione in meccanica quantistica dei momenti angolari e dell'isospin e le proprietà della fenomenologia del Modello Standard.
Capacità di giudizio.
Al termine dell'insegnamento lo studente è in grado di dare una valutazione quantitativa delle grandezze in gioco nei principali processi del Modello Standard e delle implicazioni che hanno sulla loro rivelazione.
Abilità comunicative.
Acquisizione di competenze nella descrizione e nell'interpretazione di un esperimento di fisica delle particelle.
Capacità di apprendimento.
Al termine dell'insegnamento, lo studente avrà acquisito la capacità di inquadrare in modo soddisfacente nell'ambito del Modello Standard gli aspetti principali della vasta fenomenologia dei processi elementari.
Knowledge and understanding.
The course provides a knowledge on the phenomenology of the elementary particles and on the main experimental methods which it is based on.
Applying knowledge and understanding.
The acquired knowledge is applied solving simple problems on the production and the decay of elementary particles. The exercised are solved using relativistic kinematics, the Quantum Mechanics rules of the composition of the angular momenta and of the isospin, and the basics of Standard Model phenomenology.
Making judgements.
At the end of the course, the student will be able to estimate quantitatively the quantities involved in the main processes of the Standard Model and the implications they have on the experiments aimed to measure them.
Communication skills.
Acquisition of skills in the description and in the interpretation of a particle physics experiment.
Learning skills.
At the end of the course, the student will be able to describe properly within the Standard Model the main aspects of the phenomenology of elementary processes.
- Oggetto:
Programma
- Richiami: sezioni d'urto e luminosità, cinematica relativistica, unità naturali.
- Rassegna delle principali particelle elementari: positrone, muone, leptone tau, neutrini ed antineutrini elettronici e muonici, pioni carichi e neutri.
- Proprietà di invarianza e leggi conservazione: parità spaziale, coniugazione di carica particella-antiparticella, inversione temporale. Violazione della parità nelle interazioni deboli.
- Adroni: risonanze in formazione ed in produzione.
- Adroni: il modello a quark statico per mesoni e barioni. Cenni al colore.
- Interazioni deboli: decadimento beta, interazione corrente-corrente, struttura V-A delle correnti cariche. Angolo di Cabibbo e meccanismo GIM. La scoperta delle correnti deboli neutre La scoperta dei bosoni W e Z.
- Interazioni deboli: i mesoni K neutri. Violazione di CP parità.
Programma dettagliato del corso link
- Introduction: Cross section and luminosity, relativistic kinematics, natural units.
- Review of the main subatomic particles: positron, muon, tau lepton, electron and muon (anti-)neutrinos.
- Invariance and conservation laws: spatial parity, particle-antiparticle conjugation, time-reversal. Parity violation in the weak interactions.
- Hadrons: resonances in formation and in production.
- Hadrons: static quark model for mesons and baryons. Color.
- Weak interactions: beta decay, current-current interaction, V-A structure of the weak charged current. Cabibbo angle and GIM mechanism. Discovery of weak neutral currents. Discovery of W and Z bosons.
- Weak interactions: neutral K mesons. CP violation.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento è erogato tramite lezioni frontali (40h) ed esercitazioni (8h) svolte alla lavagna e/o con il tablet.
Teaching is provided through lectures (40h) and exercise sessions (8h) carried out on the blackboard and/or with the tablet.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame è costituito da una prova orale nella quale viene chiesto di affrontare un argomento svolto a lezione evidenziando i principali aspetti sperimentali e le ripercussioni nello sviluppo complessivo della disciplina.
Inoltre è richiesto sapere risolvere uno dei problemi proposti durante le esercitazioni che corredano il corso.
La durata della prova è di circa 30 minuti.
The exam consists of an oral exam on one of the lecture topics. The student is required to highlight the main experimental aspects and their impact on the development of discipline.
Furthermore, the student must be able to solve one of the problems presented during the exercise sessions accompanying the course.The total duration of the test is about 30 minutes.
- Oggetto:
Attività di supporto
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Testi introduttivi su scoperte e svilippi nel campo della fisica delle particelle elementari (trattazione sperimentale/feomenologica):
- C. Amsler - Nuclear and Particle Physics, IOP Publishing Ltd, 2015 - ISBN: 978-0750311410
- G.Barr, R.Devenish, R.Walczak, T.Weidberg - Particle Physics in the LHC Era , Oxford University Press, 2016 - ISBN: 978-0198748557
- A. Bettini - Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge University Press, 2014 - ISBN: 978-1107050402
- R. Cahn, G. Goldhaber - The Experimental Foundations of Particle Physics , Cambridge University Press, 2014 - ISBN: 978-0521521475
- S.Braibant, G.Giacomelli, M.Spurio - Particelle e interazioni fondamentali, Springer, 2009 - ISBN: 978-8847011618
Testi introduttivi sulla fisica delle particelle elementari (trattazione più rigorosa):
- D.Griffiths - Introduction to Elementary Particle Physics/2nd ed., Wiley, 2008 - ISBN: 978-3527406012
- M.Thomson - Modern Particle Physics, Cambridge University Press, 2013 - ISBN: 978-1107034266
Raccolta di esercizi in fisica delle particelle (con soluzioni)
- N.Cartiglia - Manuale di Esercizi in Fisica della Particelle, Levrotto&Bella, 2015, ISBN: 978-8882181864
Introductory textbooks on discoveries and developments in the field of particle physics (experimentally/phenomenologically oriented)
- C. Amsler - Nuclear and Particle Physics, IOP Publishing Ltd, 2015 - ISBN: 978-0750311410
- A. Bettini - Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge University Press, 2014 - ISBN: 978-1107050402
- G.Barr, R.Devenish, R.Walczak, T.Weidberg - Particle Physics in the LHC Era , Oxford University Press, 2016 - ISBN: 978-0198748557
- R. Cahn, G. Goldhaber - The Experimental Foundations of Particle Physics , Cambridge University Press, 2014 - ISBN: 978-0521521475
- S.Braibant, G.Giacomelli, M.Spurio - Particelle e interazioni fondamentali, Springer, 2009 - ISBN: 978-8847011618
Introductory textbooks on particle physics (more formal approach)
- D.Griffiths - Introduction to Elementary Particle Physics/2nd ed., Wiley, 2008 - ISBN: 978-3527406012
- M.Thomson - Modern Particle Physics, Cambridge University Press, 2013 - ISBN: 978-1107034266
Collection of problems in particle physics with solutions (in Italian)
- N.Cartiglia - Manuale di Esercizi in Fisica della Particelle, Levrotto&Bella, 2015, ISBN: 978-8882181864
- Oggetto:
Note
Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
No mandatory preliminary exams. Attendance not mandatory, but strongly recommended.
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Mercoledì 9:00 - 11:00 Aula D Dipartimento di Fisica Venerdì 9:00 - 11:00 Aula D Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 01/03/2024 al 07/06/2024
- Registrazione
- Aperta
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