Guía docente de Astropartículas (SG1/56/1/157)

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

Máster

Máster Universitario en Profesorado de Enseñanza Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idiomas

Módulo

Módulo de Libre Disposición

Rama

Ciencias Sociales y Jurídicas

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Segundo

Créditos

6

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Sin definir

Profesorado

  • Diego García Gámez
  • Bruno Zamorano García

Horario de Tutorías

Diego García Gámez

Email
Anual
  • Lunes 10:00 a 13:00 (Despacho A6 Módulo)
  • Miércoles 10:00 a 13:00 (Despacho A6 Módulo)

Bruno Zamorano García

Email
Anual
  • Lunes 10:00 a 13:00 (Despacho A05 Modulo A)
  • Miércoles 10:00 a 13:00 (Despacho A05 Modulo A)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

Física de astropartículas: neutrinos, rayos cósmicos cargados, rayos gamma, materia oscura.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se requieren conocimientos básicos de teoría de campos y partículas, mecánica cuántica, astrofísica y métodos matemáticos para la física

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)

El alumno sabrá/comprenderá:

  • Los resultados experimentales de vanguardia y las nuevas oportunidades de investigación en Astropartículas.
  • La fenomenología y las técnicas de detección de neutrinos, rayos cósmicos cargados y materia oscura.
  • Los principios básicos de la detección y análisis de los rayos cósmicos.

El alumno será capaz de:

  • Comprender e interpretar los resultados de medidas experimentales y simulaciones numéricas.
  • Desarrollar modelos simples capaces de responder cuestiones en el campo de la física de astropartículas.
  • Diseñar experimentos que midan los parámetros de esos modelos.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

Tema 1. Introducción. Partículas y radiación en el Universo.

Tema 2. Rayos cósmicos neutros. Neutrinos y sus propiedades básicas (masas, oscilaciones, fuentes, detección).

Tema 3. Rayos cósmicos cargados. Espectro de energía. Composición química. Fuentes. Radiación de energía ultra-alta.

Tema 4. Materia oscura. Evidencia de su existencia y potenciales candidatos. Métodos de detección directa e indirecta.

Tema 5. Rayos gamma. Producción y detección de rayos gamma.

Práctico

  • Seminarios/Talleres
  • Resolución en clase de problemas asociados a los contenidos teóricos.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • T. Stanev, "High Energy Cosmic Rays". Springer; ISBN: 978-3540851486.
  • M. Spurio, "Particles & Astrophysics". Springer; ISBN: 978-3-319-08050-5.
  • C. Gruppen, "Astroparticle Physics". Springer; ISBN: 978-3-642-06455-5.
  • D.H. Perkins, "Particle Astrophysics". Oxford University Press; ISBN: 978-0198509523.
  • A. De Angelis & M. Pimenta, "Introduction to Particle and Astroparticle Physics". Springer; ISBN: 978-3-319-78180-8
  • L. Bergstrom & A. Goobar, "Cosmology and Particle Astrophysics". Springer; ISBN: 978-3540329244.
  • M. Thomson, "Modern Particle Physics". Cambridge University Press; ISBN: 9781139525367.

Bibliografía complementaria

  • R. Mohapatra & P. Pal, "Massive Neutrinos in Physics and Astropysics". World Scientific, ISBN:978-9812380708.
  • E. Kolb & M.S. Turner, "The Early Universe". Addison-Wesley; ISBN: 978-0201626742.
  • Rubbia, A. (2022). Phenomenology of Particle Physics. Cambridge: Cambridge University. ISBN:978-1316519349

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

  • Examen escrito (20%)
  • Entrega de ejercicios resueltos fuera de las horas lectivas (40%)
  • Presentaciones en clase (40%)

Evaluación Extraordinaria

Examen escrito (100%)

Evaluación única final

Examen escrito (100%)

Información adicional

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado.