Prof. Alessandro Petrolini Registro Lezioni FdP1 AA 2010/2011 (Lezioni di due ore, tranne quando indicato diversamente) *=============================================================================== 12 aprile Introduzione al quadro della FdP contemporanea. Particelle, interazioni e simmetrie. *=============================================================================== 13 aprile Vita media e sezione d'urto: definizioni. *=============================================================================== 14 aprile Velocita` relativa e mutua: LEP. Decadimento di pione neutro in moto: beaming relativistico. Spazio delle fasi invariante relativistico, definizione. Invarianza di d\ve{p}/E. Lunghezza d'onda di DeBroglie, esempio del miscroscopio elettronico. Vita media quark top. Luminosita` istantanea e integrata di un collider, definizioni. Esempio: numero di Zzero a LEP. *=============================================================================== 19 aprile (1 ora) Esempi/Applicazioni: GZK cutoff e radiazione cosmica. Esempi/Applicazioni: Energia, momento e velocita` relativa tra due osservatori. Esempi/Applicazioni: Fattore di Flusso. Esempi/Applicazioni: Calcolo della luminosita` per fasci gaussiani collineari. Esempi/Applicazioni: Luminosita` per fasci gaussiani paralleli non collineari (cenno). Esempi/Applicazioni: Minima massa invariante di una coppia. Esempi/Applicazioni: Energia di soglia con bersaglio fisso e generica. Esempi/Applicazioni: Scoperta dell'anti-protone. Esempi/Applicazioni: Limite non relativistico dell'energia di soglia; Q-valore; conservazione della massa per relativita` galileiana. Esempi/Applicazioni: Energia disponibile in acceleratore: collider e bersaglio fisso: (LHC versus raggi cosmici UHECR) *=============================================================================== 20 aprile Numero di variabili indipendenti per decadimenti e scattering. Massa invariante, valore minimo. Energia ed energia cinetica di soglia; limite NREL e Q-valore. Esempio: scoperta dell'anti-protone. Esempio: protoni UHE e cosmic microwave background radiation. Velocita` relativa e fattore di flusso invariante. Energia disponibile nel CM e nel Labo; LHC versus UHECR. *=============================================================================== 28 aprile Cinematica decadimenti a due corpi. Spazio delle fasi nel CM e in SdR arbitrario. Effetti dinamici: decadimento del pione e spazio delle fasi; da M a sigma. Cenno a e+ e- -->> mu+ mu-: da M a sigma; dipendenza angolare; interferenza alla ZZero. *=============================================================================== 03 maggio Cinematica decadimenti a tre corpi; limiti cinematici. Massimo impulso di una particella in generico decadimento a n-corpi. Spazio delle fasi nel CM per decadimenti a tre corpi con stato iniziale impolarizzato. Diagramma di Dalitz. Esempio: K+ p -->> K0 pi+ p; Dalitz plot e risonanze; processo in termini di quarks. *=============================================================================== 04 maggio Esempi: neutron decay, muon decay and omega -->> pi pi pi; spettri di impulso e limiti. Decadimento del muone; limiti cinematici e massa del neutrino; elicita` dei prodotti. Momento angolare di un sistema a tre corpi; variabili di Jacobi. Parita`. J^P. Il puzzle tau/theta e la violazione della parita`. *=============================================================================== 05 maggio Cenno alla matrice S e matrice di transizione M. Cenno alla descrizione di particelle instabili in FQ ordinaria. Cenno alla Breit-Wigner non-relativistica e relativistica. Esempio: e+ e- -->> X in fuzione di sqrt{s}, fino alla Zzero; risonanze. Descrizione covariante dello spin; particelle a massa nulla. *=============================================================================== 17 maggio Verso la RQFT. Equazioni QR di singola particella. Equazione di KG. Equazione di Dirac. *=============================================================================== 18 maggio Corrente conservata Covarianza dell'equazione di Dirac; rotazioni, boost; momento angolare. Soluzioni in rappresentazione standarda Soluzioni a energia positiva e negativa. Interpretazione in termini di particelle e anti-particelle. *=============================================================================== 19 maggio Rappresentazioni delle matrici gamma. Soluzioni in rappresentazione chirale. *=============================================================================== 24 maggio Equazione di Weyl, soluzioni. Trasformazioni degli spinori per rotazione e boost. Trasformazioni degli spinori a chiralita` definita per rotazione e boost. Equazione di KG per bosoni vettoriali, massivi e massless. *=============================================================================== 25 maggio Fermioni a spin 1/2 di Maiorana. Fermioni a spin 1/2: Dirac, Weyl e Maiorana. Chiralita` ed interazioni EW; elementi di matrice invariante per EW. Conservazione della elicita` per interazioni V,A ad alte energie. Esempi/Applicazioni: decadimento pione carico. Esempi/Applicazioni: valore medio di aspettazione della chiralita` per stato a elicita` definita. C, P, T and CPT. *=============================================================================== 26 maggio Teorema di Wigner-Eckart e momenti di multipolo. Momento di dipolo elettrico e magnetico e invarizanza per P e T. Momento di dipolo elettrico e magnetico per fermioni di Maiorana. Esempi/Applicazioni: decadimento del pione neutro in due fotoni, studio dettagliato cinematico. *=============================================================================== 31 maggio Cont: Esempi/Applicazioni: decadimento del pione neutro in due fotoni, distribuzioni cinematiche nel Lab. Esempi/Applicazioni: invarianza per parita` e produzione associata Lambda Kzero. Violazione di C e P nelle interazioni deboli. *=============================================================================== 01 giugno Esempi/Applicazioni: Trasformazione tra angolo nel CM e nel Lab. Decadimento del muone e vincoli imposti da P, C e CP. Espermento di Goldhaber per la misura dell'elicita` del neutrino. Conservazione di CP in interazioni deboli leptoniche. Cenno alla non conservazione di CP in interazioni deboli adroniche e matrice CKM. Time Reversal, reciprocita` e Bilancio dettagliato. *=============================================================================== 07 giugno Bilancio dettagliato e misura dell spin del pione carico. Difficolta` della costruzione di uno stato time-reversed in FdP. Violazione di CP nel modello standard. Conseguenze della violazione di CP; comunicazione con gli alieni e definizione assoluta di destra/sinistra e carica positiva/negativa. Esempio: pione deutone in neutrone neutrone (parita` del pione e distribuzione angolare). *=============================================================================== 08 giugno Calcolo esplicito della C-parity del positronio nello spazio di Fock. Analisi di elicita`: introduzione, stati a due particelle e ampiezze di elicita`. Esempi/Applicazioni: decadimento di rho in due pioni. Esempi/Applicazioni: decadimento di W in leptone anti-neutrino, casi a massa nulla e non nulla dell'elettrone. *=============================================================================== 09 giugno Decadimento Lambda in protone pione, distribuzione angolare: HA e PWA, parallelo e confronto. stato iniziale impolarizzato e valore medio della elicita` del protone. Determinazione spin Lambda. *=============================================================================== 14 giugno Introduzione euristica al modello standard. Leptoni, quarks e bosoni di gauge. Cenno allo sviluppo perturbativo in termini di diagrammi di Feynman. *=============================================================================== 15 giugno Il settore adronico del MS. Mixing dei quarks e violazione di CP nel MS; matrice CKM. I mesoni con sapore elettricamente neutri: oscillazioni. Il sistema M/anti-M come sistema quantistico a due stati; analogia con polarizzazione luce. Cenno agli stati entangled a paradosso EPR. *=============================================================================== 16 giugno (1 ora) Il settore leptonico del MS. Mixing dei neutrini e violazione di CP nel MS; matrice PMNS. Neutrino: Dirac o Majorana? Esperimenti di decadimento doppio beta. *===============================================================================