Física das Altas Energias
2012 - 2013 (2º semestre)

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Mestrado em Física (1º ano) Horário: teóricas: quinta-feira 11-13 (sala E2) teóricas-prácticas: segunda-feira 16-18 (sala E4).

Kaons from the kaon beam sometimes interact with pions from the cloud of pions surrounding the proton. Their tracks of hydrogen-vapor bubbles in liquid hydrogen are photographed and later analysed.

Programa da cadeira

• A sistemática
  das Partículas Elementares,
  das Interacções Fundamentais
  e dos Bosões correspondentes.
  O espectro das partículas   sub-atómicas e sua classificação.
  
  
• Simetrias P, C e T.
  
  
• As equações de de Klein-Gordon e de Dirac.
  Matrizes de Dirac e Matrizes de Pauli.
  Soluções de partícula livre.
  Limite de massa nula e helicidade.
  Os neutrinos e a estrutura V-A da teoria fraca.
  Interpretação de Feynman das soluções de energia negativa.
  
  
• Funções de Green e propagadores de fermiões e de bosões.
  O potencial de Yukawa de um campo de bosões.
  Os propagadores como representação do potencial da interacção.
  
  
• Teoria de perturbações e diagramas de Feynaman.
  Regras de Feynman para bosões e fermiões.
  
  
• Secções eficazes e espaço de fase.
  Cálculo de secções eficazes diferenciais para e⁺+e^- → e⁺+e^-. (Bhabha)
  Comparação com as observações experimentais.
  Análise dos processos de dispersão de Møller e Compton.
  
  
• Diagramas de ordem superior.
  O conceito de renormalização.
  
  
• Constante de acoplamento como função da energia.
  Dispersão de Mott: p⁺+e^- → p⁺+e^-.
  Factor de forma do protão.
  Funções de estrutura.
  Quarks e gluões.
  
  
• Noções de cromodinâmica quântica.
  Métodos.
  Confinamento dos quarks e gluões.
  A liberdade assimptótica.
  Sistemas ligados: mesões (q+anti-q) e bariões (qqq).
  
  
• A interacção fraca e a teoria electrofraca.
  As características principais do Modelo Padrão.
  Matriz de mistura de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.
  Correntes neutras e correntes carregadas.
  Bosões W⁺, W^- e Z⁰.
  
  
• Violação de CP e T.
  Teorema de CPT.
  
  
• Noções sobre os detectores usados em FAE.
  Análise e simulação de acontecimentos.
  Os observáveis:
  a massa invariante,
  a massa do fotão,
  a massa de uma ressonância,
  e tempo de decaimento.
  Processos de FAE em cosmologia.
  Astronomia das Altas Energias
  Análise das experiências   mais significativas em FAE,
  realizadas com aceleradores.
  LHC no CERN:
  ALICE, ATLAS, CMS, LHCb, TOTEM e LHCf.
  Belle no KEK, Tsukuba (Japão).
  BES no acelerador electrão-positrão em Pequim (China)
  Fermilab em Batavia, perto de Chicago (EUA).
  Stanford Linear Accelerator Center (EUA).
  Institute for High Energy Physics, Protvino, Moscovo (Russia).
  Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) Hamburg (Alemanha).
  
  
• literatura
  Smashing pictures.
  The elegant universe of Brian Greene.
  The Review of Particle Physics
  Eef van Beveren " Some Notes on Fields" (sebenta da teoria de campos),
  Walter Greiner and Joachim Reinhardt " Field Quantization",
  Douglas M. Gingrich " Advanced Quantum Mechanics II ",
  Pierre van Baal, " A course in field theory ",
  Michael E. Peskin and Daniel V. Schroeder, " An Introduction to Quantum Field Theory ",
  Philip M. Morse and Herman Feshbach "Methods of Theoretical Physics",
  Ta-Pei Cheng and Ling-Fong Li " Gauge theory of elementary particle physics ",
  George Sterman "Quantum Field Theory",
  Richard P. Feynman and A. R. Hibbs "Quantum mechanics and path integrals",
  Kerson Huang " Quantum Field Theory (from operators to path integrals)".
  Richard MacKenzie " Path integral methods and applications".
  QED 2-Loop Corrections to Massive Bhabha Scattering