Course Syllabus

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Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente dovrà apprendere concetti avanzati di Teorie Quantistiche dei Campi e teorie di gauge non abeliane, inclusa la formulazione del Modello Standard delle interazioni fondamentali.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente dovrà essere in grado di applicare le Teorie Quantistiche dei Campi allo studio delle Interazioni Fondamentali.

Autonomia di giudizio: lo studente svilupperà capacità critiche e di giudizio nel saper scegliere tra gli strumenti forniti a lezione quello più appropriato per la soluzione di un determinato problema specifico.

Abilità comunicative: lo studente dovrà acquisire un linguaggio scientifico corretto e appropriato alle tematiche svolte nel corso

Capacità di apprendere: lo studente sarà in grado di approfondire concetti specifici, non presentati durante il corso, e di proseguire in modo autonomo nello studio avanzato su testi scientifici specializzati.

Quantizzazione del campo elettromagnetico e introduzione al Modello Standard delle interazioni fondamentali

  • Quantizzazione covariante del campo elettromagnetico

  • Correzioni radiative dell'elettrodinamica quantistica (QED)

  • Momento magnetico anomalo dell'elettrone

  • Metodi di regolarizzazione degli integrali divergenti in 4 dimensioni

  • Correzioni di vertice e del propagatore fermionico e fotonico

  • Rinormalizzazione della carica

  • Identita' di Ward

  • Introduzione al Modello Standard delle particelle elementari

  • Simmetrie globali e locali

  • L’interazione di Yang-Mills

  • Teorie di gauge non abeliane: simmetria di gauge SU(2)xU(1)

  • Il Modello di Weinberg, Glashow e Salam

  • La violazione della parita'

  • Il decadimento del muone nel modello efficace di Fermi e nel Modello Standard

  • La rottura spontanea della simmetria

  • Il teorema di Goldstone

  • Il meccanismo di Brout-Englert-Higgs

  • La lagrangiana elettrodebole: derivazione dei propagatori e dei vertici del Modello Standard

Conoscenza degli argomenti trattati nei corsi di Relativita' speciale e di Fisica teorica I

Lezioni frontali

M.D. Schwartz: Quantum Field Theory and The Standard Model
M.E. Peskin, D.V. Schroeder: An Introduction to Quantum Field Theory
F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory

L. Maiani: Electroweak Interactions

B.G. Chen, D. Derbes, D. Griffiths et al: Lectures of Sidney Coleman on Quantum Field Theory https://arxiv.org/abs/1110.5013

Primo semestre, otto ore settimanali, seconda meta' del semestre

L'esame è orale e verte sull'intero programma del corso, compresi gli esercizi e gli approfondimenti svolti durante le lezioni, che costituiscono parte integrante del corso.

Su richiesta dello studente previo accordo tramite email con il docente

ISTRUZIONE DI QUALITÁ
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Knowledge and understanding: The student will learn advanced topics of Relativistic Quantum Field Theories and non-abelian gauge theories, including the formulation of the Standard Model of fundamental interactions.

Applying knowledge and understanding: The student will learn to apply Quantum Field theories to the study of fundamental interactions.

Making judgments: The student will develop critical thinking and judgment skills in selecting the most appropriate tool, among those provided during the course, to solve a specific problem.

Communication skills: The student will be expected to acquire a correct and appropriate scientific language suited to the topics covered in the course.

Learning skills: The student will be able to deepen their understanding of specific concepts not covered during the course and to independently pursue advanced study using specialized scientific texts.

Quantization of the electromagnetic field and introduction to the Standard Model of fundamental interactions

  • Covariant quantization of the electromagnetic field

  • Radiative corrections in quantum electrodynamics (QED)

  • Anomalous magnetic moment of the electron

  • Regularization methods of divergent integrals in 4 dimensions

  • Vertex and propagator corrections for fermions and photons

  • Charge renormalization

  • Ward's identity

  • Introduction to the Standard Model of elementary particles

  • Global and local symmetries

  • The Yang-Mills interaction

  • Non-abelian gauge theories: SU(2)xU(1) gauge symmetry

  • The model of Weinberg, Glashow and Salam

  • Parity violation

  • Muon decay in the Fermi's effective field theory and in the Standard Model

  • Spontaneous symmetry breaking

  • The Goldstone's theorem

  • The Brout-Englert-Higgs mechanism

  • The electroweak Lagrangian: derivation of the propagators and vertices of the Standard Model

Knowledge of the topics covered in the courses of Special Relativity and Theoretical Physics I

Lectures in person

M.D. Schwartz: Quantum Field Theory and The Standard Model
M.E. Peskin, D.V. Schroeder: An Introduction to Quantum Field Theory
F. Mandl, G. Shaw: Quantum Field Theory

L. Maiani: Electroweak Interactions

B.G. Chen, D. Derbes, D. Griffiths et al: Lectures of Sidney Coleman on Quantum Field Theory https://arxiv.org/abs/1110.5013

First semester, eight hours per week, second half of the semester

The exam is oral and covers the whole program of the course, including exercises and insights carried out during the lessons, which are an integral part of the course.

On student request upon appointment. Please send an email to fix the date.

QUALITY EDUCATION
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Key information

Field of research
FIS/02
ECTS
6
Term
First semester
Course Length (Hours)
54
Degree Course Type
2-year Master Degreee
Language
English

Staff

    Teacher

  • MB
    Mattia Bruno
  • Carlo Oleari
    Carlo Oleari

Students' opinion

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Bibliography

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Enrolment methods

Manual enrolments

Sustainable Development Goals

QUALITY EDUCATION - Ensure inclusive and equitable quality education and promote lifelong learning opportunities for all