Teoría cuántica de campos

Las teorías cuánticas de campos relativistas son el substrato básico del modelo estándar de las interacciones fundamentales de la Naturaleza. El presente curso tiene como objetivo introducir los conceptos necesarios para el estudio de las teorías gauge en general y, mas concretamente, de la electrodinámica cuántica, la teoría unificada electro-débil de Glashow-Weinberg-Salam y la cromodinámica cuántica. La herramienta fundamental empleada en el curso es la integral de camino de Feynman. Usando estas técnicas funcionales se estudiará la cuantizacion de las teorías de gauge, el mecanismo de ruptura espontánea de la simetría y la renormalizacion.

- Integral de camino en mecánica cuántica y en teoría cuántica de campos. Funcional generatriz y desarrollo perturbativo.
- Teorías de gauge. Acción clásica y cuantización. Fantasmas de Faddeev-Popov y reglas de Feynman.
- Rotura espontánea de simetría. Simetrías ocultas. Teorema de Goldstone. Mecanismo de Higgs.
- Renormalización. Divergencias ultravioletas e infrarrojas. Contratérminos y método BPHZ. Clasificación de teorías. Regularización
dimensional.
- Renormalización de la electrodinámica cuántica. Polarización del vacío. Autoenergía del electrón. Función vértice y momento
magnético anómalo. Correcciones radiactivas.
- El grupo de renormalización. Ecuaciones del grupo de renormalización. Función beta. Dimensiones anómalas. Teorías
asíntoticamente libres.

- M. Peskin, D. Schroeder, An introduction to quantum field theory, Addison-Wesley, 1995.
- M. Srednicki, Quantum Field Theory , Cambridge University Press, 2007
- S. Weinberg, The quantum theory of fields (vols. 1, 2), Cambridge University Press, 1995.
- C. Itzykson, J. B. Zuber, Quantum field theory, McGraw-Hill 1964.
- M. Le Bellac, Quantum and statistical field theory, Claredon Press-Oxford, 1991.
- S. Pokorski, Gauge field theories, Cambridge University Press, 1987.

Bibliografía complementaria y recursos en la red:
- https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/qft.html
- https://www.thphys.uni-heidelberg.de/~weigand/QFT2-14/SkriptQFT2.pdf
- http://www.theory.caltech.edu/~preskill/notes.html

En esta materia el alumno adquirirá y practicará una serie de competencias básicas, deseables en cualquier titulación básica, y competencias específicas.
Las competencias básicas y generales son:
CG01 - Adquirir la capacidad de realizar trabajos de investigación en equipo.
CG02 - Tener capacidad de análisis y de síntesis.
CG03 - Adquirir la capacidad para redactar textos, artículos o informes científicos conforme a los estándares de publicación.
CG04 - Familiarizarse con las distintas modalidades usadas para la difusión de resultados y divulgación de conocimientos en reuniones científicas.
CG05 - Aplicar los conocimientos a la resolución de problemas complejos.
CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Las competencias especificas de esta materia son:
CE07 - Adquirir la capacitación para el uso de las principales herramientas computacionales y el manejo de las principales técnicas experimentales de la Física Nuclear y de Partículas.
CE06 - Familiarizarse con el modelo estándar de las interacciones fundamentales y con sus posibles extensiones.
Las competencias transversales son:
CT01 - Capacidad para interpretar textos, documentación, informes y artículos académicos en inglés, idioma científico por excelencia.
CT02 - Desarrollar la capacidad para la toma de decisiones responsables en situaciones complejas y/o responsables.

Resultados del aprendizaje:
Las teorías cuánticas de campos relativistas son el substrato básico del modelo estándar de las interacciones fundamentales de la Naturaleza. El presente curso tiene como objetivo introducir los conceptos necesarios para el estudio de las teorías gauge en general y, mas concretamente, de la electrodinámica cuántica, la teoría unificada electro-débil de Glashow-Weinberg-Salam y la cromodinámica cuántica. La herramienta fundamental empleada en el curso es la integral de camino de Feynman. Usando estas técnicas funcionales se estudiará la cuantización de las teorías gauge, el mecanismo de ruptura espontánea de la simetría y la renormalización.

Se activará un curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual, a la que se subirá información de interés para el alumno así como material docente diverso.

Se impartirán las horas de clase presencial según el calendario oficial del Máster, en las que se explicarán, utilizando todos los medios audiovisuales de los que se pueda disponer, los contenidos de la materia, introduciendo ejercicios y problemas ilustrativos y/o aclaratorios de dichos contenidos. A los alumnos se les irá suministrando un material que comprende tanto el desarrollo de los contenidos teóricos como los enunciados de ejercicios y problemas. Se dispondrá de las horas de tutorías correspondientes.
Las tutorías podrán ser presenciales o telemáticas, si son telemáticas requerirán de cita previa, lo que también es recomendable para las presenciales.

1) La evaluación de la materia consistirá básicamente en la evaluación continua teniendo en cuenta los aspectos siguientes.
-Es obligatorio asistir a las clases expositivas e interactivas y realizar los ejercicios propuestos en las mismas.
- Se propondrán trabajos específicos donde el alumno pondrá en práctica los métodos y técnicas aprendidos a algún problema concreto del curso o algún otro tema relacionado con las otras materias del máster que el alumno esté cursando o tenga intención de cursar.
- Se contempla la posibilidad de realizar un examen sólo excepcionalmente en el caso de que no se haya completado alguno de los criterios anteriores y sea necesario para evaluar si el alumno ha adquirido las competencias de la asignatura.
2) Actividad evaluable y peso en la nota final:
-Asistencia a las clases y realización de ejercicios: 60%
-Presentación de trabajos o proyectos específicos: 40%
-Excepcionalmente examen.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación a lo recogido en el “Reglamento de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones”:

"Artículo 16. Realización fraudulenta de ejercicios o pruebas.

La realización fraudulenta de cualquier ejercicio o prueba requerida en la evaluación de una asignatura implicará la calificación de reprobado en la convocatoria correspondiente, independientemente del proceso disciplinario que se pueda seguir contra el alumno infractor. Se considera fraudulento, entre otras cosas, la realización de trabajos plagiados u obtenidos de fuentes accesibles al público sin reelaboración o reinterpretación y sin citaciones a los autores y las fuentes.”

La docencia presencial consiste en 60 horas en total (40 horas de docencia teórica y 20 horas de docencia interactiva).

Resulta difícil determinar el tiempo de estudio necesario para asimilar la asignatura, ya que depende mucho de la dedicación y capacidad de cada estudiante. Como indicación general, se podría estimar el trabajo personal del alumno en 90 horas, sin contar el trabajo presencial en el aula.

Asistencia y participación activa en las clases teóricas y prácticas. Aprovechamiento de las tutorías.