Corso di Studi in Fisica

Corso di Laurea Magistrale in Fisica



Particelle Elementari I


III periodo didattico
6CFU

Programma

1) Simmetrie
Simmetria, invarianza, conservazione in meccanica classica e in meccanica quantistica
Simmetrie discrete: C,P,T e applicazioni
2) Interazione elettromagnetica
Scattering elastico, annichilazione e+e-, fattori di forma
Funzioni di struttura, Deep Inelastic scattering, scaling, partoni
3) Interazione forte
Risonanze, isospin, SU(2)
Stranezza, SU(3)
4) Quarks
Modello a quark, mesoni e barioni
Quark pesanti
5) QCD
Colore,  teoria di gauge dell'interazione di colore, gluoni
Liberta' asintotica, confinamento
QCD perturbativa
Quarkonio
6) Introduzione all'interazione debole
Violazione di C e P, decadimento beta, interazione di Fermi, V-A
Processi leptonici
Estensione ai quark, angolo di Cabibbo, GIM


Testi consigliati (in ordine alfabetico):

Bettini                      Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge, 2008
Testo molto recente a orientamento sperimentale, simile al classico di Perkins
ma con un maggior livello di dettaglio e assai piu' aggiornato
Braibant et al.          Particelle e Interazioni Fondamentali, Springer, 2009
Testo molto recente a orientamento sperimentale, piu' dettagliato di altri simili sugli aspetti
sperimentali delle scoperte piu' importanti

Burcham & Jobes    Nuclear and Particle Physics, Longman, 1995
                                 Completo e dettagliato, contiene anche una parte di introduzione alla fisica nucleare,
                                         non svolta nel corso ma utile
Cahn & Goldhaber   Experimental Foundations of Particle Physics/2nd ed., 2009
 Unico nel suo genere, contiene introduzioni chiare, anche se molto brevi,  a tutti i soggetti principali,
 e i reprint dei principali  lavori su ogni argomento. Ideale come secondo testo da affiancare a un
 altro piu' ad  orientamento teorico

Griffiths                    Introduction to Elementary Particle Physics/2nd ed.,  Wiley-VCH, 2008
                                 Di tipo 'concettuale', molto chiaro; contiene molti esercizi e problemi ben scelti
 La 2a edizione, notevolmente aggiornata anche nella bibliografia, conserva la lucidita'
 e chiarezza di esposizione in tutti i passi principali che caratterizzavano la 1a
Halzen & Martin      Quarks and Leptons, John Wiley & Sons, 1989
                                 Sintetico ed efficace, piu' di altri richiede un corso parallelo di teoria dei campi
Morpurgo                 Introduzione alla Fisica delle Particelle, Zanichelli, 1987
                                 Molto piu' profondo (e un po' piu' difficile: ma lo stile didattico e' notevole) degli altri,
                                         piu' vicino alla tradizione accademica europea


Altri testi utili:

      
Henley-Frauenfelder  Subatomic Physics, 2a o 3a ed.
                                         
Testo introduttivo ma non sovrasemplificato, con un approccio assai originale a molti
                                                     argomenti; contiene una parte sulla fisica nucleare( NB La prima edizione e' molto datata)

       Leader & Predazzi      An Introduction to Gauge Theories and Modern Particle Physics, voll. 1 e 2
                                         
Testo piuttosto avanzato, miniera di spiegazioni difficili da trovare altrove
                                                     su moltissimi argomenti diversi

       Mann                                An Introduction to Particle Physics and the Standard Model, CRC Press, 2009
            Testo moderno, abbastanza aggiornato e completo, piu' forte sulle parti piu' recenti. Pur avendo
             il merito di svolgere molti calcoli con parecchio dettaglio,  contiene tuttavia diversi errori

       Nagashima                 Elementary Particle Physics: Volume 1, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2010

                                                     Testo enciclopedico e approfondito, contiene parti teoriche e sperimentali aggiornate e ben
                                           scritte; il secondo volume
e' annunciato per il 2013

       Perkins                       Introduction to High Energy Physics, 3a o 4a ed.
                                       
 
Testo introduttivo, con un approccio chiaro ma spesso eccessivamente
                                                     sovrasemplificato ai problemi (NB Le prime due edizioni sono molto datate)

       Seiden                        Particle Physics: A Comprehensive Introduction, Addison-Wesley, 2004
                                           
  Completo ma un po' diseguale nella copertura  dei vari argomenti           

Slides

       *** 2/5/2011: Slides being updated, will post updating completion date of each file
***
Note

      *** Maggio 2011: Queste note vengono rese disponibili cosi' come sono; in particolare
           va sottolineato che non sono state corrette ne' aggiornate negli ultimi 2-3 anni;
           nelle intenzioni, una revisione completa dovrebbe essere disponibile nel 2012***


Queste note sono appunti, riassunti e chiarimenti sugli argomenti principali svolti a lezione,
sostanzialmente (quando va bene) nella forma di risposte alle molte domande che il sottoscritto si e'
posto, spesso per lungo tempo, sull'argomento.
Come tali, non sono particolarmente ben organizzate,
ne' sono complete, e men che mai rigorose o garantite prive di errori (anzi).

Per quanto forse utili, e questo e' il motivo per cui sono qui, non sono quindi necessarie ne'
sufficienti
alla preparazione dell'esame
                          *** Maggio 2011***                   

                    Per gli studenti che avessero difficolta' con l'uso frequente dei concetti base della cinematica relativistica,

                    della regola d'oro e della teoria dell'urto, un'introduzione minimale e senza pretese si puo' trovare nella pagina
                    del corso di 
Cinematica Relativistica, oggi disattivato         
                            
 
              Problemi

                    Problemi ed esercizi
svolti dal dott. Argiro'
         
       
                                Esercizi      
              

Problemi ed esercizi svolti in anni passati


                Note su  questioni particolari
               
                Contengono risposte (si spera, ma non si garantisce!, corrette) a questioni sollevate da studenti,
                    collaboratori e simpatizzanti vari su soggetti trattati nel corso


                Funzioni d'onda di spin-flavor per l'ottetto dei barioni
                (Anti)Simmetria per scambio del singoletto di SU(3)
                Scomposizione in stati di isospin totale
                Esponenziale di una matrice hermitiana
Decadimenti degli iperoni Sigma
La 'polarizzazione' dei fotoni
Sugli 'stati chirali'


                Materiale extra-curricolare e altro relativo ad anni precedenti

                      Seminari su singoli argomenti tenuti da colleghi negli anni passati:

                      Esperimenti di Deep Inelastic Scattering
                         prof. M.Arneodo (Univ. del Piemonte Orientale)

      Quarkonia   (I e II)
         dott.R.Mussa (INFN, sez. di Torino)

       Esperimenti sulla violazione di CP nei K
          
dott.F.Marchetto (INFN, sez, di Torino)

       Esperimenti con fasci di neutrini
           prof.ssa A.Marzari-Chiesa (Univ. di Torino)

Mini-corso integrativo

      Fisica astroparticellare  sperimentale

            prof.ssa R.Cester (Univ. di Torino)





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