Docente

Prof. Marina Cobal marina.cobal@uniud.it

Crediti

6 CFU

Finalità

Fornire elementi di base della fisica delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali. Particolare attenzione è data all'aspetto sperimentale (fisica agli acceleratori)

Programma

Introduzione
Unità - Energia, Impulso e massa.
Sezioni d’urto: Sezioni d’urto totale e differenziale. Diffusione elastica. Fattore di forma F(q). Approssimazione di Born.
Cinematica relativistica.
Relazione energia-impulso. Quadrimomento, Quadrimomento trasferito q .
Classificazione delle Particelle. Fermioni e Bosoni.
Costituenti della materia e campi. Introduzione al Modello Standard.
Leptoni e Quark.
Interazioni e campi
Scambio di bosoni. Le 4 forze fondamentali: il loro range di azione e l’intensità relativa. Diagrammi di Feynman. Particelle Virtuali. Potenziale di Yukawa, Principi di Invarianza e Leggi di Conservazione
Origine delle leggi di conservazione, proprietà dello spazio tempo.
Conservazione di p, E ed L. Trasformazioni di Gauge; leggi di
conservazione moltiplicative; simmetrie di coniugazione di carica(C),
parità (P) e inversione temporale (T); Teorema CPT.
Interazioni Fondamentali.
Elettromagnetica - QED, self-energy dell’ elettrone, polarizzazione del vuoto, rinormalizzazione, polarizzazione, rinormalizzazione.
Debole - Basse energie, Decadimento beta, W+,W−. Divergenze ad alta energia e unificazione elettrodebole, Z0, esperimenti di annichilazione e+e−; numero di generazioni fermioniche.
Forte- QCD, quarks e gluoni, colori, αs (running). Adroni,
adronizzazione e getti.
Quarks: Proprietà dei quarks
Isospin e Stranezza, charm, beauty (bottom), top. Composizione in quark
degli adroni. Matrice CKM.
Evidenze sperimentali in supporto del modello a quark.
Diffusione e+e− e annichilazione; Deep inelastic scattering, scaling. Getti e
gluoni. Esperimenti ai collisionatori.
La ricerca del Bosone di Higgs.

Bibliografia

Perkins, High Energy Physics, IV ed., Addison-Wesley.
B.R.Martin e G.Shaw, Particle Physics (2nd ed.), Wiley.
Appunti di lezione, disponibili al sito:
http://www.fisica.uniud.it/~cobal/Site/particelle_welcome.html

Modalità d'esame

3 written tests during the lessons, and a final small thesis to be discussed.