Introducción a las partículas e interacciones elementales y a la física nuclear.

Competencias del grado:

G001. Aprender a plantear y resolver correctamente problemas.

G005. Ser capaz de organizar, planificar y aprender autónomamente.

G006. Ser capaz de analizar, sintetizar y razonar críticamente.

G008. Ser capaz de exponer ideas, problemas y resultados científicos de forma oral y escrita.





Competencias del módulo de Estructura de la Materia:

CM01. Adquirir los conocimientos necesarios para llegar a una comprensión global de los principios teóricos básicos de las asignaturas que componen el módulo de Estructura de la Materia.

CM02. Plantear correctamente y resolver problemas que involucren los principales conceptos de Física y Mecánica Cuántica con el fin de adquirir los conocimientos bsicos de esta rama de la Física.

CM03. Documentarse y plantear de manera organizada temas relacionados con las asiganturas que componen el módulo de Estructura de la Materia para afianzar o ampliar conocimientos y para discernir entre lo importante y lo accesorio.

CM04. Exponer oralmente problemas y cuestiones sobre Estructura de la Materia para aprender a desarrollar destrezas en la comunicación oral científica.

Programa

* Introducción: partículas e interacciones fundamentales. Simetrías y leyes de conservación.

* Propiedades de los núcleos. Fórmulas de masa. Tamaño. Espín y momentos dipolares. Estabilidad, emparejamiento, números mágicos. Inestabilidad. Fenomenología de la fuerza nuclear.

* Modelos nucleares. Modelo de la gota líquida. Modelo del gas de Fermi. Modelo de capas, potenciales. Modelos colectivos.

* Desintegración radioactiva. Alfa, beta, gamma. Actividad radioactiva.

* Complementos (necesaria cierta discrecionalidad por parte del profesor que la impartiera, y no cabe más que uno de estos temas; el primer bloque es más orientado hacia aspectos fundamentales, y debe ser equilibrado con el temario de partículas, el segundo hacia aplicados, y dentro de éstos hay amplitud de elección)

A) Interacción nucleón- nucleón. El deuterón. Isospín. El pión como mediador.

B) Aplicaciones.

* Fisión, fusión. Equilibrio radioactivo, datación radioactiva.

* Transporte y deposición de energía. Partículas cargadas: dispersiones múltiples, ionización, radiación de frenado. Fotones: efecto fotoeléctrico, dispersión Compton, producción de pares. Neutrones: ecuación de transporte; formación de grupos, zonas epitérmica, térmica, rápida; moderación de neutrones.

* Detección: ionización, regímenes; centelleo; tiempo de vuelo; Cherenkov; calorimetría.

* Conceptos de aceleradores.

* Electrodinámica cuántica. Procesos básicos.

* Invariancia CPT. Violación de simetrías discretas.

* La interacción débil. W$^\pm$, Z$^0$, neutrinos y desintegración $\beta$, Higgs.

* Números cuánticos: isospín, números bariónico y leptónico, extrañeza.

* Interacción fuerte: mesones; bariones y la introducción del color. Quarks y gluones, QCD.

* Más allá del modelo estándar.

Clases magistrales de teoría y clases prácticas de resolución de problemas.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 100

En la evaluación final se tendrá en cuenta hasta un máximo de un 30% el trabajo individual entregado en una o más tareas propuestas durante el curso.



No presentarse al examen final contará como renuncia de convocatoria.



Si fuere necesario por motivos de salud pública, el examen sería telemático. En tal caso, puede haber una parte oral en el examen final.

No presentarse al examen final contará como renuncia de convocatoria.



Si fuere necesario por motivos de salud pública, el examen sería telemático. En tal caso, puede haber una parte oral en el examen final.

Bibliografía básica

- Nuclear Physics in a Nutshell, Carlos A. Bertulani, Princeton University Press.

- Introduction to Elementary Particles, David Griffiths, Wiley.

- Nuclear and Particle Physics. An Introduction, B. R. Martin, Wiley

Bibliografía de profundización

- Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts, Bogdan Povh,
Klaus Rith, Christoph Scholz and Frank Zetsche, Springer.
- Física Nuclear y de Partículas, Antonio Ferrer Soria, Universitat de València.
- An Introduction to Nuclear Physics, W. N. Cottingham and D. A. Greenwod,
Cambridge University Press.
- The Standard Model in a Nutshell, Dave Goldberg, Princeton
University Press.
- Modern Particle Physics, Mark Thomson, Cambridge University Press.
- An Introduction to the Standard Model of Particle Physics, W. N. Cottingham
and D. A. Greenwod, Cambridge University Press.
- Introduction to High Energy Physics, Donald H. Perkins, Cambridge University
Press.
- Introduction to Elementary Particle Physics, Alessandro Bettini, Cambridge
University Press.
- Principles of Quantum Mechanics, R. Shankar, Springer.

Direcciones web

http://pdg.web.cern.ch/pdg/index.html
https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/