Guía docente de Teoría Cuántica de Campos (M44/56/2/22)
Curso
2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica
14/07/2022
Máster
Máster Universitario en Física: Radiaciones, Nanotecnología, Partículas y Astrofísica
Módulo
Física de Partículas y Astrofísica
Rama
Ciencias
Centro Responsable del título
Escuela Internacional de Posgrado
Semestre
Primero
Créditos
6
Tipo
Optativa
Tipo de enseñanza
Presencial
Profesorado
- Manuel María Pérez-Victoria Moreno De Barreda
- Roberto Omar Vega Morales
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
Teoría cuántica de campos avanzada.
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Se requieren conocimientos de mecánica cuántica y relatividad especial. Se recomiendan conocimientos básicos de teoría cuántica de campos y teoría de grupos, aunque no son imprescindibles.
Competencias
Competencias Básicas
- CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
- CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Generales
- CG03. Capacidad de trabajo en equipo. El estudiante deberá integrar su trabajo en el interés de un proyecto común.
- CG04. Capacidad de expresar y defender en público los resultados y conclusiones obtenidos como resultado del proceso de aprendizaje. Deberá desarrollar y dominar las técnicas de comunicación oral ante cualquier auditorio. Aprender a utilizar sus potencialidades personales para presentar resultados públicamente. Adquisición del convencimiento de que su conocimiento del trabajo realizado le convierte de inmediato en foco de interés y atención.
- CG05. Capacidad de generación de propuestas innovadoras y competitivas en la investigación y en la actividad profesional.
Competencias Específicas
- CE01. Capacidad de interpretar datos procedentes de la observación experimental o la simulación numérica.
- CE02. Capacidad de considerar rigurosamente las limitaciones e incertidumbres en los resultados y de los métodos que pueden aplicarse para minimizarlas.
- CE03. Capacidad de profundizar en los distintos campos de la Física y de identificar los aspectos que se encuentran en los límites del conocimiento.
- CE04. Capacidad de formular hipótesis, idear experimentos, manejar métodos de cálculo y simulación numérica y desarrollar modelos.
Competencias Transversales
- CT01. Capacidad de razonamiento crítico: el estudiante debe ser capaz de distinguir aquellos aspectos de su trabajo o del de otros que suponen innovación y avance.
- CT02. Compromiso ético. Tanto en su etapa de alumno como posteriormente en su trabajo profesional, el estudiante debe ser consciente de la absoluta necesidad de realizar sus tareas con absoluto respeto a la honradez, la verdad y el servicio a la sociedad.
- CT03. Capacidad de automotivación. Forma parte de la madurez que debe alcanzarse en el proceso formativo a estos niveles: las dificultades han de enfrentarse con decisión y confianza.
- CT04. Capacidad de reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad. Forma parte de la actitud vital que se supone al graduado: su conciencia social ha de guiar aquellos aspectos de su profesión que involucren a otros miembros de la comunidad.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
Conocer las herramientas avanzadas necesarias para el estudio de la física de partículas y astropartículas.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
PARTE I. FORMALISMO BÁSICO: INTEGRALES DE CAMINO
- Introducción. Repaso del formalismo de cuantización canónica.
- La integral de camino en mecánica cuántica.
- Cuantización funcional de campos escalares.
- Campos en interacción. Teoría de perturbaciones. Diagramas de Feynman.
- Cuantización funcional de campos fermiónicos.
- Cuantización funcional del campo electromagnético.
- Acción efectiva y ecuaciones de Schwinger-Dyson.
- Fórmula LSZ. Teorema óptico. Partículas inestables. Relaciones de dispersión.
PARTE II. SIMETRÍAS
- Teorema de Noether e identidades de Ward.
- Ruptura espontánea de simetrías globales.
- Teorías gauge.
- Cuantización de teorías gauge. Simetría BRST.
- Ruptura espontánea de simetrías locales.
- Anomalías.
- Monopolos e instantones.
PARTE III. RENORMALIZACIÓN
- Divergencias y regularización.
- Renormalización.
- Renormalizabilidad. Teorías efectivas.
- Flujo de grupo de renormalización Wilsoniano.
- Ecuación del grupo de renormalización en teorías renormalizables.
- Evolución de acoplamientos. Comportamientos asintóticos.
Práctico
Realización de ejercicios relacionados con los contenidos teóricos.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- M.E. Peskin and D.V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison-Wesley (2010).
- M.D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model, Cambridge University Press (2014).
Bibliografía complementaria
- S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields, vol. I y II, Cambridge University Press (1995).
- S. Pokorski, Gauge Field Theories, Cambridge University Press (1987).
- T. Banks, Modern Quantum Field Theory, Cambridge University Press (2008).
- T.P. Cheng and L.F. Li, Gauge theory of elementary particle physics, Oxford University Press (1984).
- C. Itzykson and J.B. Zuber, Quantum Field Theory, McGraw-Hill (1980).
- Aitchison and Hey, Gauge theories in particle physics, Taylor and Francis (2003).
- Srednicki, Quantum field theory, Cambridge University Press (2007).
Enlaces recomendados
- The Particle Adventure: http://www.particleadventure.org/
- High-Energy Physics Literature Database (INSPIRE): http://inspirehep.net/
- Particle Physics News and Resources: http://www.interactions.org/
- The Review of Particle Physics (Particle Data Group): http://pdg.web.cern.ch/pdg/
- Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN): http://www.cern.ch/
- Centro Andaluz de Física de Partículas Elementales (CAFPE): http://cafpe.ugr.es/
- Grupo de Física Teórica de Altas Energías (FTAE) de la UGR: http://www-ftae.ugr.es/
Metodología docente
- MD01 Lección magistral (Clases teóricas-expositivas). Para transmitir los contenidos de las materias del módulo motivando al alumnado a la reflexión, facilitándole el descubrimiento de las relaciones entre diversos conceptos y formándole una mentalidad crítica.
- MD02 Actividades prácticas (Clases prácticas). Para desarrollar en el alumnado las habilidades instrumentales de la materia.
- MD03 Seminarios. Para desarrollar en el alumnado las competencias cognitivas y procedimentales de la materia.
- MD04 Tutorías académicas: Para orientar al trabajo autónomo y grupal del alumnado, profundizar en distintos aspectos de la materia y orientar la formación académica integral del estudiante.
- MD05 Estudio y trabajo autónomo del alumnado. Para favorecer en el estudiante la capacidad para autorregular su aprendizaje, planificándolo, diseñándolo, evaluándolo y adecuándolo a sus especiales condiciones e intereses.
- MD06 Estudio y trabajo en grupo. Para favorecer en los estudiantes la generación e intercambio de ideas, la identificación y análisis de diferentes puntos de vista sobre una temática, la generalización o transferencia de conocimiento y la valoración crítica del mismo.
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
La calificación final responderá al siguiente baremo:
- Participación en clase 20%
- Solución de problemas y/o trabajo final 50%
- Examen final 30%
Evaluación Extraordinaria
La calificación final responderá al siguiente baremo:
- Examen 100%
Evaluación única final
De acuerdo con la normativa de la Universidad de Granada, para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en el plazo establecido en la normativa, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, al Coordinador del Máster, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua. La evaluación consistirá en
- Examen 100%