Obiettivi formativi
Orientarsi nel vasto panorama della fisica teorica moderna, a un livello adeguato a studenti del terzo anno, cogliendo le idee fondamentali e le numerose e crescenti relazioni tra i vari argomenti.
Orientarsi alla possibile scelta di una prosecuzione degli studi con indirizzo teorico.
Sviluppare capacità comunicative di argomenti scientifici tramite presentazioni orali di tipo seminariale.
Prerequisiti
Elementi base di meccanica quantistica e teoria della relatività speciale.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso offre una panoramica dei risultati e dei metodi della fisica delle interazioni fondamentali:
- principi di simmetria e leggi di conservazione dalla fisica classica alla teoria quantistica dei campi;
- la descrizione moderna delle interazioni fondamentali: teorie di gauge, elettrodinamica quantistica, gli elementi base del modello standard;
- elementi di cosmologia: fondamenti osservativi, Big Bang, radiazione di fondo, neutrini, inflazione.
Programma esteso
Scale fisiche fondamentali, unità naturali, analisi dimensionale.
Richiami di meccanica classica: principi di simmetria, teorema della Noether.
Simmetrie spazio-temporali e simmetrie interne. Il caso dell'elettromagnetismo. Il caso della teoria della relatività generale.
Meccanica quantistica e relatività speciale: i problemi della loro unione.
Elementi di teoria dei campi: campo di Klein-Gordon, campo di Dirac, interazioni.
Particelle reali e particelle virtuali.
Le interazioni deboli: la teoria di Fermi, violazione di parità, la teoria V-A.
Unificazione elettrodebole, il gruppo SU(2), correnti neutre, il bosone di Higgs.
Cenni alle interazioni forti.
Fisica oltre il modello standard (cenni)
Elementi di Cosmologia: il modello di Friedmann-Robertson-Walker, , storia termica dell'universo, materia ed energia oscura, inflazione.
Bibliografia
Verranno fornite note dettagliate da parte del docente, e verranno segnalati testi appropriati per gli approfondimenti.
Metodi didattici
Lezioni frontali
Modalità verifica apprendimento
L'esame sarà orale. Lo studente concorderà col docente un argomento di approfondimento su cui preparerà un breve seminario. Questo costituirà la parte iniziale dell'esame, che poi proseguirà con domande sull'intero programma svolto.
Altre informazioni
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