Física de partículas I

El Modelo Estándar de la Física de Partículas es la realización más completa de nuestro entendimiento de la estructura de la Naturaleza al nivel más elemental. En esta asignatura se presenta el formalismo del SM así como los métodos experimentales más relevantes para su estudio. Se trata de un curso de nivel intermedio en Física de Partículas.

Los objetivos específicos son:

- Conocer el Modelo Estándar de la Física de Partículas

- Conocer los elementos teóricos y los resultados y técnicas experimentales en los que se sustenta dicho modelo.

- Realizar cálculos de observables físicos. Analizar e interpretar datos experimentales en Física de Partículas

- Capacidad de relacionar el modelo teórico con los resultados experimentales.


RESULTADOS DEL APRENDIZAJE

Como resultado de cursar esta materia, las alumnas y alumnos adquirirán un conocimiento de los elementos fundamentales del Modelo Estándar, tanto teóricos como experimentales. Esto les permitirá profundizar en su estudio para la iniciación a la investigación, teórica o experimental.

- Construcción del Modelo Estándar (SM).
Simetrías del SM; Teorías gauge y Lagrangiano del SM; Higgs y los términos de masas. Experimentos para el SM; Secciones eficaces, amplitudes de desintegración, distribuciones de multiplicidad.

- Elementos fundamentales de la Cromodinámica Cuántica (QCD).
Libertad asintótica y confinamiento; Deep inelastic scattering y ecuaciones de Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi. Jets de QCD en desintegraciones electrón-positrón y otros procesos de altas energías.

- Elementos fundamentales de la Teoría Electrodébil (EW).
Rotura espontánea de simetría; descubrimiento del bosón de Higgs; Bosones W y Z.

M. Thomson, "Modern Particle Physics", Cambridge University Press, 2013.
D. Griffiths, “Introduction to Elementary Particles”, Wiley-VCH, 2009
S. Bettini, “Introduction to Elementary Particles Physics”, Cambridge, 2009
Yu. Dokshitzer, V. Khoze, A. Mueller, S. Troyan, “Basics of Perturbative QCD”, Editions Frontieres, 1991
R. K. Ellis, W. J. Stirling, B. R. Webber, “QCD and Collider Physics”, Cambridge 2003.
E. Leader and E. Predazzi, “An introduction to gauge theories and modern particle physics”, Cambridge, 1996.
G.P. Salam, Elements of QCD for hadron colliders, CERN Yellow Report CERN-2010-002, 45-100 [arXiv:1011.5131 [hep-ph]].

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 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.

Las competencias específicas 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.

Se activará el correspondiente curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual, a la que se subirá información de interés para el alumnado, así como material docente diverso. e seguirán las indicaciones metodológicas generales establecidas en la Memoria del Titulo de Máster en Física de la USC. Las clases serán presenciales y la distribución de horas expositivas e interactivas sigue lo especificado en la Memoria de Máster. Las tutorías requieren cita previa y podrán ser presenciales o telemáticas a través de la aplicación Teams de Microsoft. En las clases expositivas se explicará en detalle, usando el encerado y/o proyecciones, todos los contenidos de la materia con los cálculos necesarios, estimulando a los alumnos a preguntar públicamente las dudas para que todos puedan escuchar las respuestas y participar en el debate. En las clases interactivas de seminarios serán los alumnos los que, preferentemente, resuelvan y discutan los problemas en el encerado, que serán distribuidos y asignados con suficiente antelación. También se contempla la exposición de trabajos que incluyan la descripción y funcionamiento de experimentos, nuevas propuestas teóricas, interpretación de resultados etc.

La evaluación será continua durante el curso. Se Propondrán ejercicios que los alumnos deberán entregar resueltos. Algunos de ellos serán explicados por los propios alumnos en el encerado al resto de los compañeros. Una parte de la evaluación podrá consistir en la presentación de trabajos en los que se explique el diseño de experimentos, interpretación de resultados e impacto en nuevos modelos teóricos. Excepcionalmente se podrá contemplar la realización de un examen final.

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.”

El tiempo de trabajo en el aula en presencia del profesor es de 60 horas distribuidas del siguiente modo: 40 horas de clase expositiva y 20 horas de clase interactiva de problemas, junto con 2 horas de tutorización individual. El tiempo de trabajo personal autónomo adicional del alumno para conseguir un adecuado dominio de la materia se estima en 88 horas.

Asistencia y participación en clase. El estudio debe ser planificado diariamente, evitando que se acumule trabajo de una semana para otra.