DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Física das Altas Energias - F+AIE

Ano letivo: 2018-2019
Especificação técnica - ficha curricular

Elementos especificos
código da disciplinaciclo de estudossemestre lectivocréditos ECTSlíngua de ensino
2003459126pt,en *)

*) N.B.  se houver estudantes que não falem português a língua é o inglês.

Objectivos formativos
- O aluno deve ficar a conhecer as leis de simetria dos processos elementares e as propriedades das interacções fundamentais.
- Deve conhecer as características principais do Modelo Padrão. Saber que observações experimentais o suportam e que limitações ainda apresenta.
- Conhecer o conceito de secção eficaz e a sua importância. Saber como se calculam secções eficazes em 1ª ordem utilizando as regras de Feynman.
- Obter conhecimentos sobre as experiências mais importantes da Física de Altas Energias (FAE), dos seus propósitos e dos resultados por elas obtidos.
- Ter conhecimentos sobre o funcionamento dos vários tipos de aceleradores de partículas.
- Adquirir competências em análise e resolução de problemas com recurso a raciocínio crítico.
Programa genérico mínimo
Sistemática das partículas elementares, interações fundamentais e bosões correspondentes. Espectro das partículas sub-atómicas e sua classificação.
Simetrias P, C e T.
Equações de Klein-Gordon e de Dirac. Soluções de partícula livre. Limite de massa nula e helicidade. Neutrinos e a estrutura V-A da teoria fraca.
Funções de Green e propagadores de fermiões e de bosões. Potencial de Yukawa de um campo de bosões. Propagadores.
Diagramas de Feynman.
Secções eficazes. Cálculo de secções eficazes diferenciais para e+ e-. Dispersão de Moller, Bhabha e Compton.
Diagramas de ordem superior. Renormalização.
Dispersão de Mott. Factor de forma do protão. Funções de estrutura. Quarks e gluões.
Noções de cromodinâmica quântica. Constante de acoplamento. Confinamento dos quarks e liberdade assimptótica. Mesões e bariões.
Teoria electrofraca. Modelo Padrão. Correntes neutras e carregadas. Bosões W± e Z0.
Violação de CP e T. Teorema de CPT.
Análise e simulação em FAE.
Pré-requisitos
Mecânica Quântica I e II, Fundamentos de Física Moderna
Competências genéricas a atingir
. Competência em análise e síntese;
. Competência para resolver problemas;
. Competência em raciocínio crítico;
. Criatividade;
. Competência em investigar;
. Competência em organização e planificação;
. Competência em comunicação oral e escrita;
. Adaptabilidade a novas situações;
. Preocupação com a qualidade;
. Competência em autocrítica e auto-avaliação;
(por ordem decrescente de importância)
Horas lectivas semestrais
aulas teóricas30
aulas teórico-práticas30
total horas lectivas60

Método de avaliação
Resolução de problemas50 %
Trabalho de síntese50 %

Bibliografia de referência
- D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, 2nd ed., Wiley-VCH, 2008, ISBN: 3527406018
- F. Halzen e A. Martin, Quarks and Leptons, John Wiley, 1984, ISBN: 0471887412
- D. Perkins, Introduction to High Energy Physics, 2nd ed., Addison-Wesley, 1992, 0521621968
- G. Kane, Modern Elementary Particle Physics, Addison-Wesley, 1993, 0201624605
- B. Povh, K. Rith, C. Scholtz e F. Zetesche, Particles and Nuclei, Springer, 1995.
- W. Greiner e B. Muller, Gauge Theory of Electroweak Interactions, Springer, 1996.
- W. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: a how to approach, Springer, 1987, ISBN: 9783642579202
- PDG, The Review of Particle Physics, (edição bienal), versão online http://pdg.lbl.gov
Método de ensino
-Aulas teóricas maioritariamente com recurso ao quadro negro, mas também a apresentações e animações computacionais, com exposição dos conceitos e teorias fundamentais e discussão de aplicações práticas desses conceitos.
-Aulas práticas para resolução de problemas de aplicação das matérias leccionadas e estudo de casos típicos.
-Desenvolvimento de projectos com âmbito mais abrangente e maior profundidade do que os problemas exemplificativos.
Recursos específicos utilizados