Guía docente de Teoría Cuántica de Campos (M44/56/2/22)

Curso 2023/2024
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 18/07/2023

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

  • Juan Carlos Criado Álamo
  • José Santiago Pérez

Horario de Tutorías

Juan Carlos Criado Álamo

Email
No hay tutorías asignadas para el curso académico.

José Santiago Pérez

Email
Anual
  • Lunes 14:00 a 15:00 (Despacho A4 Mod-A)
  • Lunes 12:00 a 13:00 (Despacho A4 Mod-A)
  • Martes 12:00 a 13:00 (Despacho A4 Mod-A)
  • Martes 14:00 a 15:00 (Despacho A4 Mod-A)
  • Miércoles 12:00 a 13:00 (Despacho A4 Mod-A)
  • Miércoles 14:00 a 15:00 (Despacho A4 Mod-A)

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 1. FORMALISMO

  • Formalismo de integral de camino.
  • Funcional generador (campos escalares).
  • Interacciones. Teoría de perturbaciones.
  • Acción efectiva. Ecuaciones de Schwinger-Dyson.
  • Fórmula LSZ. Teorema óptico. Partículas inestables. Relaciones de dispersión.
  • Correcciones radiativas: divergencias y regularización (campos escalares).
  • Renormalización y teorías renormalizables.
  • Grupo de renormalización. Comportamientos asintóticos.

PARTE 2. SIMETRÍAS

  • Simetrías espacio-temporales. Grupo de Poincaré y Teorema de Wigner.
  • Cuantización funcional de fermiones. Correcciones radiativas con acoplamientos de Yukawa.
  • Partículas de espín 1. Cuantización funcional de electrodinámica cuántica. Correcciones radiativas.
  • Simetrías globales. Teorema de Noether. Identidades de Ward. Ruptura espontánea de simetrías globales y teorema de Goldstone.
  • Cuantización funcional de teorías con simetría gauge no abeliana. Simetría BRST.
  • Correcciones radiativas en teorías de Yang-Mills. Grupo de renormalización. Método de campos de fondo.
  • Ruptura espontánea de simetría en teorías gauge.
  • Anomalías.
  • Monopolos e instantones.

 

 

 

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).
  • S. Weinberg, The Quantum Theory of Fields, vol. I y II, Cambridge University Press (1995).

Bibliografía complementaria

  • 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

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%

Información adicional