Descripción y contextualización de la asignatura

La física fundamental moderna se sustenta en gran medida en los conceptos de campo y simetría. En esta asignatura, exploraremos cómo estas ideas fundamentales se aplican a áreas clave de la física actual. Por un lado, se estudiará la ruptura espontánea de simetría, en la cual el estado fundamental de una teoría carece de la simetría de su lagrangiano. Esta idea es clave para entender el origen de las masas de las partículas y desempeña un papel fundamental en teorías con consecuencias tanto en el laboratorio como en el universo. Por otro lado, se analizará el Modelo Estándar de Física de Partículas. Guiados por observaciones experimentales, se formularán las teorías de las interacciones electromagnética, fuerte y débil, y se explorarán sus consecuencias básicas. Finalmente, se introducirá la física más allá del Modelo Estándar y las consecuencias cosmológicas de la física de partículas, tanto dentro como fuera del Modelo Estándar.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocimientos o contenidos

RCO1. Ser capaz de explicar las bases fundamentales del mundo cuántico a nivel básico, así como a nivel técnico.

RCO2. Conocer la literatura básica sobre mecánica cuántica y ser capaz de leer con aprovechamiento artículos de investigación.

RCO3. Ser capaz de iniciar el desarrollo de ideas y aplicaciones originales en el contexto de la investigación en física cuántica.

RCO4. Tener la capacidad para investigar de manera individual, sintetizar y presentar de manera clara y estructurada cuestiones complejas relacionadas con las diversas áreas de conocimiento de la mecánica cuántica abordadas en el marco de este programa de máster.

RCO5. Capacidad bajo supervisión para redactar y defender un trabajo original, con el objetivo de cumplir con los estándares de calidad exigidos para su publicación en revistas indexadas en bases de datos de alto impacto.

RCO8. Conocer la literatura básica y ser capaz de resolver problemas estándar en el área de Teoría Cuántica de Campos.

RCO10. Conocer la literatura básica de las aplicaciones de la mecánica cuántica a las áreas de Física de Campos y Partículas.



Competencias

RC1. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.

RC2. 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.

RC3. Tener la capacidad 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.

RC4. Capacidad de 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.

RC5. Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.



Habilidades o destrezas

RHE= Habilidades de amplio espectro

RHE1. Tener capacidad de utilizar con las herramientas de búsqueda de recursos bibliográficos.

RHE2.Tener capacidad crítica para leer artículos de investigación e incorporar los resultados a su trabajo.

RHE3. Ser capaz de redactar y presentar un trabajo original en alguna de las lenguas oficiales y en inglés.

RHE4. Capacidad para comunicar de forma clara y efectiva conceptos y resultados científicos, tanto a audiencias especializadas como no especializadas, mediante presentaciones y publicaciones.

RHE5. Capacidad para aprender de manera autónoma y mantenerse actualizado en los avances científicos y tecnológicos.



HT= Habilidades específicas del título

RHT1. Comprender y aplicar los principios fundamentales de la mecánica cuántica para analizar y resolver problemas en el ámbito de la investigación básica en ciencia cuántica.

RHT3. Incorporarse provechosamente a un proyecto de investigación fundamental o aplicada involucrando aspectos cuánticos y de resolver problemas en entornos multidisciplinares.

RHT4. Evaluar y seleccionar las herramientas y técnicas adecuadas en la investigación de la física fundamental.

Temario

Simetrías

Simetrías globales y locales.

Rotura espontanea de simetría

Bosones de Goldstone

Mecanismo de Higgs

Modelo Estandard :

Electrodinámica Cuántica.

Interacciones débiles

Unificación Electrodébil.

Métodos no-perturbativos:

Soluciones solitónicas

Instantones

Quantum Tunneling in field theory



Early Universe Cosmology.

Implicaciones Cosmológicas de modelos más allá del modelo estándar.

Evidencias observacionales en Astrofísica y Cosmología.

Bibliografía

Bibliografía básica

M. E. Peskin and D. V. Schroeder, An introduction to quantum field theory

F. Halzen and A. D. Martin, Quarks & Leptons: An introductory course in modern particle physics

E. Kolb and M. Turner, The early Universe

Bibliografía de profundización

W. N. Cottingham and D. A. Greenwood, An introduction to the standard model of particle physics.

A. Vilenkin and E. P. S. Shellard, Cosmic strings and other topological defects, Cambridge University Press.

A Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge University Press, 2008

A. Zee, Quantum Theory in a Nutshell, Princeton University Press.