Course Syllabus
Obiettivi
Introduzione alla Teoria Quantistica Relativistica dei Campi delle Interazioni Fondamentali
Contenuti sintetici
Teoria quantistica relativistica dei campi
Programma esteso
Equazioni d'onda relativistiche
Equazione di Klein-Gordon
Equazione di Dirac, soluzioni ad energia negativa, covarianza
Limite NR e fattore giromagnetico dell'elettrone
Covarianti bilineari e loro proprietà
Operatori P, T, C
Difficoltà della meccanica quantistica relativistica
Necessità di una teoria quantistica dei campi
Simmetria e leggi di conservazione
Il teorema di Noether
Simmetrie interne e esterne
Il tensore Energia Impulso e Momento angolare
Il Campo Elettromagnetico
Equazioni di Maxwell
Invarianza di gauge
Quantizzazione in gauge di Coulomb
Transizioni di dipolo, emissione spontanea
Campo EM in presenza di cariche, scattering di Thomson
Quantizzazione dei Campi
Il campo di Klein-Gordon
Il campo di Dirac
Particelle e antiparticelle
Regole di commutazione e anticommutazione
Teorema Spin-Statistica
Il propagatore di Feynman
Teoria Covariante delle Perturbazioni
La Matrice S
Sviluppo di Dyson
Teorema di Wick
Lo sviluppo perturbativo per l'Elettrodinamica Quantistica
Diagrammi di Feynman
Cinematica relativistica, spazio delle fasi, sezione d'urto
Processi al primo ordine, Scattering di Coulomb, di Bhaba, e+e-→μ+μ-, Bremsstrahlung
Prerequisiti
Conoscenza approfondita della Meccanica Classica, Quantistica e Relativistica e dell'elettromagnetismo classico
Modalità didattica
Lezioni frontali
Materiale didattico
F. Mandl, G. Shaw, Quantum Field Theory, II Ed.
M.D. Schwartz, Quantum Field Theory and The Standard Model
L.D. Landau, E.M. Lifshitz - Course of Theoretical Physics, vol. IV, Quantum Electrodynamics
M.E. Peskin, D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory
G.B Chen, D. Derbes, D. Griffiths, B. Hill, R. Sohn, Y.S. Ting(Eds.) - Lectures of Sidney Coleman on quantum field theory; World Scientific
Periodo di erogazione dell'insegnamento
I semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale sugli argomenti del corso
Orario di ricevimento
Su appuntamento
Sustainable Development Goals
Aims
Introduction to the Theory of Quantum Field of fundamental interactions
Contents
Relativistic quantum field theory
Detailed program
Relativistic wave equations
Klein-Gordon equation
Dirac equation, negative energies, covariance
NR limit and gyromagnetic factor of the electron
Bilinear covariants and properties
Operators P, T, C
Difficulties of a relativistic quantum mechanics
Necessity of a field theory
Simmetries and conservation laws
Noether's theorem
Internal and external symmetries
Energy momentum and angular momentum tensors
The Electromagnetic field
Maxwell equations
Gauge invariance
Quantization in the Coulomb gauge
Dipole transition, spontaneous emission
EM field in the presence of charges, Thomson scattering
Fields quantization
The Klein-Gordon and the Dirac field
Particles and antiparticles
Commutation and anticommutation laws
Spin-Statistic Theorem
Feynman propagator
Covariant Perturbation Theory
The S-Matrix
Dyson series
Wick theorem
Perturbative expansion for QED
Feynman diagrams
Relativistic kinematics, phase space, cross section
First order processes, Coulomb, Bhaba and e+e-→μ+μ- scattering, Bremsstrahlung
Prerequisites
Deep knowledge of Classical, Quantum and Relativistic Mechanics and of Classical Electromagnetism
Teaching form
Lectures
Textbook and teaching resource
F. Mandl, G. Shaw, Quantum Field Theory, II Ed.
M.D. Schwartz, Quantum Field Theory and The Standard Model
L.D. Landau, E.M. Lifshitz - Course of Theoretical Physics, vol. IV, Quantum Electrodynamics
M.E. Peskin, D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory
G.B Chen, D. Derbes, D. Griffiths, B. Hill, R. Sohn, Y.S. Ting(Eds.) - Lectures of Sidney Coleman on quantum field theory; World Scientific
Semester
First
Assessment method
Oral exam on the topics of the course
Office hours
On request
Sustainable Development Goals
Staff
-
Federico Rapuano
