Corso di Studi in Fisica

Corso di Laurea Magistrale in Fisica



Particelle Elementari I


III periodo didattico
6CFU

Programma

1) Simmetrie
Simmetria, invarianza, conservazione
Simmetrie continue: Rotazioni, Isospin
Simmetrie discrete: C,P,T
Violazioni e conservazioni
2) Struttura I: Partoni
Scattering elastico, annichilazione e+e-, fattori di forma
Funzioni di struttura, Deep Inelastic Scattering, scaling, partoni
Problemi del modello a partoni
3) Struttura II: Adroni e Quark
Risonanze,SU(2), SU(3)
Modello a quark, mesoni e barioni
Quark pesanti, Quarkonio
Problemi del modello a quark
4) 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
Problemi dell'interazione corrente-corrente


Testi consigliati (in ordine alfabetico: i titoli evidenziati sono quelli che personalmente preferisco):

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' teorico/fenomenologico di altri

Morpurgo                    Introduzione alla Fisica delle Particelle, Zanichelli, 1987
                                   Teorico/Fenomenologico, molto piu' profondo (e un po' piu' difficile: ma lo stile didattico e' notevole)
                                   degli altri, piu' vicino alla tradizione accademica europea
(quella di un tempo)

Seiden                        Particle Physics: A Comprehensive Introduction, Addison-Wesley, 2004
                                  
Completo e moderno, probabilmente la scelta migliore per molti  


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 supercompleto e piuttosto avanzato, miniera di spiegazioni
                                          su moltissimi argomenti diversi
, difficili da trovare altrove

       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)
      

Slides

       *** 9/4/2012: Slides being updated, will post  completion date for each file
***
Note

      *** April, 2012: Notes (written in Italian many years ago) linked below can be used as a supplement to lectures
           "as they are". They were never corrected/updated after about 2005 *** 
      *** Aprile 2012: Queste note vengono rese disponibili cosi' come sono; in particolare
           va sottolineato che non sono state corrette ne' aggiornate negli ultimi anni ***
         

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
                          *** Aprile 2012***                   

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 e Acceleratori di Particelle
                            
 
              Problemi

                  Problemi ed esercizi
svolti dal dott. Argiro'
         
       
                                Esercizi      
              

Problemi ed esercizi svolti in anni passati


Esercizi 1
Esercizi 2
Esercizi 3
Esercizi 4
Esercizi 5
Esercizi 6

                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

                Sulla G-parita'
                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'

Prob. di trovare una data elicita' in uno stato chirale


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





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