Física de partículas I

O Modelo Estándar da física de partículas é a realización mais completa de noso entendemento da estrutura da Natureza ó nivel máis elemental. Nesta asignatura preséntase o formalismo do Modelo Estándar así como os métodos experimentais mais relevantes para o seu estudo. Trátase dun curso de nivel intermedio en física de partículas.

Os obxectivos específicos son:

- Coñecer o Modelo Estándar da física de partículas.

- Coñecer os elementos teóricos e os resultados e técnicas experimentais nos que se sustenta o devandito modelo.

- Realizar cálculos de observables físicos. Analizar e interpretar datos experimentais en física de partículas.

- Capacidade de relacionar o modelo teórico cos resultados experimentais.


RESULTADOS DA APRENDIZAXE

Como resultado de cursar esta materia, as alumnas e alumnos adquirirán un coñecemento dos elementos fundamentais do Modelo Estándar, tanto teóricos como experimentais. Isto permitiralles afondar no seu estudo para a inciciación á investigación, teórica ou experimental.

- Construcción do Modelo Estándar (SM).
Simetrías do SM; Teorías gauge e Lagrangiano do SM; Higgs e os términos de masa. Experimentos para o SM; Seccións eficaces, amplitudes de desintegración, distribucións de multiplicidade.

- Elementos fundamentais da Cromodinámica Cuántica (QCD). Libertad asintótica e confinamento; Deep inelastic scattering e ecuaciones de Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi. Jets de QCD en desintegracións electrón-positrón e outros procesos de altas enerxías.

- Elementos fundamentais da Teoría Electrodébil (EW). Rotura espontánea de simetría; descubrimento do bosón de Higgs; Bosóns 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]].

Nesta materia o alumno adquirirá e practicará unha serie de competencias básicas e tranversales, dexeables en cualqer titulación básica, e competencias especificas.

As competencias básicas en transversales son:

CG01 - Adquirir a capacidade de realizar traballos de investigación en equipo.
CG02 - Ter capacidade de análise e de síntese.
CG03 - Adquirir a capacidade para redactar textos, artigos ou informes científicos conforme aos estándares de publicación.
CG04 - Familiarizarse coas distintas modalidades usadas para a difusión de resultados e divulgación de coñecementos en reunións científicas.
CG05 - Aplicar os coñecementos á resolución de problemas complexos.
CB6 - Posuír e comprender coñecementos que aporten unha base ou oportunidade de ser orixinais no desenvolvemento e/ou aplicación de ideas, a miúdo nun contexto de investigación
CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en contornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos máis amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudo
CB8 - Que os estudantes sexan capaces de integrar coñecementos e enfrontarse á complexidade de formular xuízos a partir dunha información que, sendo incompleta ou limitada, inclúa reflexións sobre as responsabilidades sociais e éticas vinculadas á aplicación dos seus coñecementos e xuízos
CB9 - Que os estudantes saiban comunicar as súas conclusións e os coñecementos e razóns últimas que as sustentan a públicos especializados e non especializados dun modo claro e sen ambigüedades
CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun modo que haberá de ser en gran medida autodirigido ou autónomo.

As competencias transversais son:

CT01 - Capacidade para interpretar textos, documentación, informes e artigos académicos en inglés, idioma científico por excelencia.
CT02 - Desenvolver a capacidade para a toma de decisións responsables en situacións complexas e/ou responsables.

As competencias especificas de esta materia son:

CE06 - Familiarizarse co modelo estándar das interaccións fundamentais e coas súas posibles extensións.
CE07 - Adquirir a capacitación para o uso das principais ferramentas computacionais e o manexo das principais técnicas experimentais da Física Nuclear e de Partículas.

Activarase o correspondente curso na plataforma Moodle do Campus Virtual, á que se subirá información de interese para o alumnado así como material docente diverso. Seguiranse as indicacións metodolóxicas xerais establecidas na Memoria do Titulo de Máster en Física da USC. As clases serán presenciais é a distribución de horas expositivas e interactivas sigue o especificado na Memoria de Máster. As titorías requiren cita previa e poderán ser presenciais ou telemáticas a través da aplicación Teams de Microsoft. Nas clases expositivas explicarase polo miúdo, usando o encerado e/ou proxeccións, todos os contidos da materia cos cálculos necesarios, estimulando ós alumnos a preguntar publicamente as dúbidas para que todos poidan escoitar as respostas e participar no debate. Nas clases interactivas de seminarios serán os alumnos os que, preferentemente, resolvan e discutan os problemas no encerado, que serán distribuídos e asignados con suficiente antelación. Tamén se contempla a exposición de traballos que inclúan a descrición e funcionamento de experimentos, novas propostas teóricas, interpretación de resultados etc.

A avaliación será continua durante o curso. Proporanse exercicios que os alumnos deberán entregar resoltos. Algúns deles serán explicados polos propios alumnos no encerado ó resto dos compañeiros. Unha parte da avaliación poderá consistir na presentación de traballos nos que se explique o deseño de experimentos, interpretación de resultados e impacto en novos modelos teóricos. Excepcionalmente poderá contemplarse a realización dun exame final.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación ao recollido na "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”:

"Artigo 16. Realización fraudulenta de exercicios ou probas.

A realización fraudulenta dalgún exercicio ou proba esixida na avaliación dunha materia implicará a cualificación de suspenso na convocatoria correspondente, con independencia do proceso disciplinario que se poida seguir contra o alumno infractor. Considerarse fraudulenta, entre outras, a realización de traballos plaxiados ou obtidos de fontes accesibles ao público sen reelaboración ou reinterpretación e sen citas aos autores e das fontes."

O tempo de traballo na aula en presenza do profesor é de 60 horas distribuídas do seguinte xeito: 40 horas de clase expositiva e 20 horas de clase interactiva de problemas, xunto con 2 horas de titorización individual. O tempo de traballo persoal autónomo adicional do alumno para conseguir un adecuado dominio da materia estímase en 88 horas.

Asistencia e participación activa na clase. O estudo debe ser planificado diariamente, evitando que se acumule traballo dunha semana para outra.