Physics - Fisica

MARCO NARDECCHIA
MARCO NARDECCHIA
MAURO VALLI
MAURO VALLI

A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) Conoscere i fondamenti teorici e gli aspetti fenomenologici del Modello Standard.
OF 2) Conoscere gli aspetti teorici e fenomenologici della rottura spontanea della simmetria elettrodebole e i relativi test di precisione
OF 3) Conoscere i principali aspetti della fisica del sapore nel settore adronico e nel settore leptonico
OF 4) Comprendere i diversi metodi della teoria dei campi utilizzati nella fisica delle alte energie

B – Capacità applicative
OF 5) Saper identificare gli aspetti principali nel calcolo di predizioni del Modello Standard. Saper stimare gli andamenti dai parametri fondamentali tramite l’analisi dimensionale.
OF 6) Saper identificare le simmetrie rilevanti nelle varie applicazioni fenomenologiche e saperne dedurne le conseguenze.
OF 7) Essere in grado di utilizzare i diversi metodi della teoria dei campi utilizzati durante il corso

C - Autonomia di giudizio
OF 8) Lo studente dovrà imparare a valutare la correttezza del ragionamento logico utilizzato nella discussione delle varie applicazioni fenomenologiche e nelle dimostrazioni dei teoremi.
OF 9) L’assegnazione regolare di esercizi favorirà l’abitudine all’autovalutazione
OF 10) L’ampia letteratura suggerita favorirà l’iniziativa individuale ad approfondire alcuni degli argomenti trattati.

D – Abilità nella comunicazione
OF 11) L’acquisizione di adeguate competenze e strumenti per la comunicazione sarà verificata in occasione della prova valutativa. L'esame orale richiede che lo studente si esprima con linguaggio scientifico e segua una logica rigorosa nel ragionamento.

E - Capacità di apprendere
OF 12) Il lavoro richiesto per questo corso è un primo passo utile per lo sviluppo di una mentalità flessibile, utile sia per studi scientifici più avanzati che per l’inserimento in diversi ambiti lavorativi.

E' richiesto che lo studente abbia conoscenza delle teorie di gauge non abeliane e conosca i concetti di base per la formulazione della lagrangiana del Modello Standard in particolare il meccanismo di rottura spontanea della simmetria, il teorema di Golsdstone e il meccanismo di Higgs. Fortemente consigliato avere seguito i corsi di Particle Physics e Strong Interactions and QCD.

1) THE STANDARD MODEL AS AN EFFECTIVE FIELD THEORY
- Field content, quantum numbers, cancellation of gauge anomalies
- Mass spectrum and couplings at tree level
- CKM matrix and CP violation
- Accidental symmetries, neutrino masses, proton decay, Grand Unification
- Quick and qualitative discussion about the strong CP problem

2) ELECTROWEAK SYMMETRY BREAKING
- Perturbative description and its limitations, non-perturbative approach and physical meaning of EWSB
- Perturbative unitarity of scattering amplitudes, equivalence theorem, role of the Higgs boson
- Naturalness of the electroweak scale and the hierarchy problem of the SM

3) ELECTROWEAK AND HIGGS PRECISION TESTS
- Electroweak precision observables, minimal set of theoretical parameters and their
interpretation in the framework of the EFT approach
- Higgs production and decay processes
- Determination of Higgs couplings and properties, global fit to the SMEFT

4) FLAVOR PHYSICS
- Leptonic and semileptonic decays of pions and kaons
- Pion decay to two photons
- Measurement of Vud e Vus
- Delta S=1 effective Hamiltonian, QCD corrections and their resummation through the RG group, Delta I=1/2 rule
- Delta S=2 effective Hamiltonian, kaon anti-kaon mixing
- CP violation in the mixing and in the decay
- B mesons: semileptonic decays, mixing and CP violation
- Rare decays, tests of lepton universality and lepton flavor violation

5) NEUTRINO PHYSICS
- Weyl e Majorana fermions
- Seesaw mechanism and neutrino masses
- Neutrino oscillations
- Neutrinoless double beta decay

- M.D. Schwartz: Quantum Field Theory and the Standard Mode, Cambridge.
- Donoghue, Golowich, Holstein: Dynamics of the Standard Model,Cambridge.
- Peskin, Schroeder, Quantum Field Theory, ABP.
- Ulteriore materiale didattico sarà disponibile sul sito del corso

- M.D. Schwartz: Quantum Field Theory and the Standard Mode, Cambridge.
- Donoghue, Golowich, Holstein: Dynamics of the Standard Model,Cambridge.
- Peskin, Schroeder, Quantum Field Theory, ABP.
- Ulteriore materiale didattico sarà disponibile sul sito del corso

Lezioni ed esercitazioni in aula

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma è fortemente consigliata.

Prova orale