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Academic Year/course: 2021/22

628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophyisics, Particles and Astroparticles

68350 - Frontier topics in cosmology, astrophysics and particle physics


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
68350 - Frontier topics in cosmology, astrophysics and particle physics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophyisics, Particles and Astroparticles
ECTS:
6.0
Year:
01
Semester:
Annual
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The aim of the course is to provide the student with a set of essential knowledge to approach the field of research in the lines proposed by the Master. This course will bring the student closer to leading research fields at present in the hands of renowned experts in cosmology, astrophysics, particle physics and astroparticle physics. He/She will also carry out short stays in two singular scientific facilities such as the Canfranc Underground Laboratory (LSC) and the Cosmos Physics Study Center of Aragon (CEFCA).

1.2. Context and importance of this course in the degree

It is one of the two compulsory subjects. It has been conceived to give an overview of the frontiers of research in Cosmology, Astrophysics and Particle Physics. The format of the course will be a series of topics taught by different professors who will offer a current vision of research in Cosmology, Astrophysics and Particle Physics. There will also be seminars given by researchers from national or foreign centers who will contribute their experience and with which it will be possible to debate in person or through a forum. On the other hand, students will have to deepen through a guided project on a topic of their choice. The course also includes a short stay both at the Canfranc Underground Laboratory (LSC) and at the Cosmos Physics Studies Center of Aragon (CEFCA) for participation in research activities.

1.3. Recommendations to take this course

Due to its format, there are no special recommendations for taking this course.

2. Learning goals

2.1. Competences

After the course, the student will be more competent to:

  • Start a Doctoral Thesis in the fields of Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles
  • Delve into a research topic and learn about the most recent advances and current lines of research in the fields of Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles
  • Participate in experiments or observations carried out at LSC or CEFCA.

2.2. Learning goals

To pass this course, the student needs demonstrate the following results:

  • Know the leading lines of research in cosmology, astrophysics, particle physics and astroparticles.
  • Know the large centers and facilities where this type of research is carried out.
  • Delve into the evolution of the universe.
  • Delve into the Standard Model of particle physics, extensions, and theories beyond this model.
  • Delve into Cosmology and Gravitation.
  • Delve into dark matter and energy.
  • Delve into cosmic multi-messengers.
  • Have contact and be able to debate with experts in this type of research.
  • Have an overview of the different research methodologies.
  • Get started in the dissemination of subjects related to the title.

2.3. Importance of learning goals

Cosmology, Astrophysics, Particle Physics and Astroparticle Physics are leading research disciplines at the moment. They are the basis for understanding the Universe, its smallest constituents and their interrelationships. Progress in these disciplines has increased their deep interconnections and suggests synergy between specialists and the encouragement of cross-sectional research profiles that allow addressing the aforementioned challenges. Aragon has leading researchers, scientific groups of excellence, and unique facilities in the field of Cosmology, Astrophysics, Astronomy, Astroparticles and Particle Physics, known internationally. The Center for Astroparticles and High Energy Physics (CAPA) is a common framework for this type of research and specialized training, which is joined by the Canfranc Underground Laboratory (LSC), and the Cosmos Physics Studies Center of Aragon (CEFCA). This subject will allow students to acquire a global and updated perspective of the research carried out in these disciplines, with a special focus on the aforementioned research centers.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student has to demonstrate that he/she has achieved the expected learning outcomes through the following assessment activities:

  • Reports and written works: 40%
  • Oral presentations of works: 20%
  • Exam tests: 30%
  • Participation in debates or discussion forum: 5%
  • Participation in outreach activities: 5%

The final mark will be obtained according to the above percentages. To pass the subject the final mark must no lower than 5.0.

A single global test

The course has been designed for students who attend face-to-face classes in the classroom, and carry out the evaluation activities described above. However, there will also be an evaluation test for those students who have not carried out the evaluation activities or have not passed them.

This global test will be carried out on the dates established by the Faculty of Sciences and will consist of an evaluation of the same learning results as in the continuous evaluation tests.

Honors degree qualification

The honors degree will be awarded to students who achieve the maximum grades, as long as it is above 9.0.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The learning process that has been designed for this course is based on the following activities:

  • Master classes
  • Visits to laboratories, observatories and research centers
  • Oral presentations
  • Written works
  • Seminars
  • Tutorial classes
  • Work and personal study
  • Assessment test

4.2. Learning tasks

The program offered to the student to help him achieve the expected results includes the following learning tasks:

  1. Participation and attendance at lectures, 24 hours
  2. Participation and attendance at seminars given by experts, 6 hours
  3. Deepening of topics related to the contents of the title, 24 hours
  4. Visits to laboratories, observatories and research centers, 24 hours
  5. Development of guided projects, 15 hours, of which 1.5 face-to-face
  6. Tutorials in person or online, 2 hours, of which 1 face-to-face
  7. Individual study, 36 hours
  8. Written or oral evaluation tests, 6 hours, of which 3 in person.
  9. Outreach activities, 5 hours
  10. Debates in discussion forum, 8 hours.

4.3. Syllabus

Six topics, which may vary, depending on the status of the investigations. Some current examples:

  • Evolution of the Universe
  • Black holes and Gravitational waves
  • Exoplanets and exo-Earths
  • Simulation techniques in Astrophysics
  • Test of the Standard Model and beyond in particle accelerators
  • Dark Matter Candidates. Detection
  • Cosmic multi-messengers
  • The mass of the neutrino
  • Particle physics on the lattice
  • Large facilities for particle physics and astrophysics

4.4. Course planning and calendar

Calendar of in teaching sessions and assessments

The dates will be established and announced by the teachers at the beginning of the course.

Classes will begin and end on the dates indicated by the Faculty of Sciences.

  • Theory classes: 5 sessions per week during the 6 weeks marked on calendar. 
  • Visits to research centers: will be announced by the teachers at the beginning of the course.
  • Assessment sessions: dates to be decided.


Curso Académico: 2021/22

628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astroparticulas

68350 - Temas actuales en cosmología, astrofísica y física de partículas


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
68350 - Temas actuales en cosmología, astrofísica y física de partículas
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astroparticulas
Créditos:
6.0
Curso:
01
Periodo de impartición:
Anual
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es proporcionar al estudiante un conjunto de conocimientos imprescindibles para acercarse al campo de investigación en las líneas propuestas por el Máster. Esta asignatura, acercará al estudiante a campos de investigación punteros en la actualidad de la mano de expertos de reconocido prestigio en cosmología, astrofísica, física de partículas y física de astropartículas. Además, se realizarán estancias cortas en dos instalaciones científicas singulares como son el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) y el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA).

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Es una de las dos asignaturas obligatorias, concebida para dar una visión general de las fronteras de la investigación en temas de Cosmología, Astrofísica y Física de Partículas. El formato de la asignatura será una serie de temas impartidos por diferentes profesores que ofrecerán una visión actual de la investigación en Cosmología, Astrofísica y Física de Partículas. Se contará además con seminarios impartidos por investigadores de centros nacionales o extranjeros que aportarán su experiencia y con los que se podrá debatir de forma presencial o través de un foro. Por otra parte, los estudiantes deberán profundizar mediante un proyecto guiado en un tema de su elección. La asignatura incluye también una estancia corta tanto en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) como en el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA) para la participación en actividades de investigación.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Debido a su formato no se contemplan recomendaciones especiales para cursar esta asignatura.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para:

  • Iniciar una Tesis Doctoral en los ámbitos de Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas.
  • Profundizar en un tema de investigación y conocer los avances más recientes y las actuales líneas de investigación en los ámbitos de Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas.
  • Participar en experimentos u observaciones realizadas en el LSC o en el CEFCA.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Conocer las líneas de investigación puntera en cosmología, astrofísica, física de partículas y astropartículas.
  • Conocer los grandes centros e instalaciones donde se desarrolla este tipo de investigación.
  • Profundizar en la evolución del universo.
  • Profundizar en el Modelo Estándar de física de partículas, extensiones y teorías más allá de este modelo.
  • Profundizar en cosmología y gravitación.
  • Profundizar en materia y energía oscura.
  • Profundizar en multimensajeros cósmicos.
  • Tener contacto y poder debatir con expertos en este tipo de investigaciones.
  • Tener una visión general de las diferentes metodologías de investigación utilizadas.
  • Iniciarse en la divulgación en temas relacionados con el Título.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La Cosmología, la Astrofísica, la Física de Partículas y la Física de Astropartículas son disciplinas de investigación puntera en estos momentos. Son la base para la comprensión del Universo, de sus constituyentes más pequeños y de sus interrelaciones. El progreso en estas disciplinas ha acrecentado sus profundas interconexiones y sugiere la sinergia entre especialistas y el estímulo de perfiles investigadores transversales que permitan abordar los retos mencionados. Aragón cuenta con investigadores líderes, grupos científicos de excelencia, e instalaciones singulares en el campo de la Cosmología, Astrofísica, Astronomía, Astropartículas y Física de Partículas, conocidos internacionalmente. El Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA) es un marco común para este tipo de investigación y formación especializada al que se unen el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), y el Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón (CEFCA). Esta asignatura va a permitir a los estudiantes adquirir una perspectiva global y actualizada de la investigación realizada en estas disciplinas, con un foco especial en los centros de investigación ya mencionados.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación:

  • Valoración de informes y trabajos escritos: 40%
  • Valoración de exposiciones orales de trabajos: 20%
  • Valoración de las pruebas de evaluación: 30%
  • Valoración de la participación en debates o foro de discusión: 5%
  • Valoración de la participación en actividades de divulgación: 5%

La nota final se obtendrá según el porcentaje asignado a cada actividad de evaluación. Para superar la asignatura esta nota final debe ser igual o superior a 5.

Superación de la asignatura mediante una prueba global única

La asignatura ha sido diseñada para estudiantes que asistan a las clases presenciales en el aula, y realicen las actividades de evaluación anteriormente expuestas. Sin embargo, habrá también una prueba de evaluación para aquellos estudiantes que no hayan realizado las actividades de evaluación o no las hayan superado.

Esta prueba de evaluación global se realizará en las fechas establecidas por la Facultad de Ciencias y consistirá en una evaluación de los mismos resultados de aprendizaje que en las pruebas de evaluación continua.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

  • Clases magistrales participativas
  • Visitas a laboratorios, observatorios y centros de investigación
  • Exposiciones orales de trabajos
  • Trabajos escritos
  • Seminarios participativos
  • Tutorías
  • Trabajo y estudio personal
  • Pruebas de evaluación

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

  1. Participación y asistencia a lecciones magistrales, 24 horas presenciales.
  2. Participación y asistencia a seminarios impartidos por expertos, 6 horas presenciales.
  3. Profundización en temas relacionados con los contenidos del título, 24 horas no presenciales.
  4. Visitas a laboratorios, observatorios y centros de investigación, 24 horas presenciales.
  5. Desarrollo de proyectos guiados, 15 horas, 1.5 presenciales.
  6. Tutorías de forma presencial o telemática, 2 horas, 1 presencial.
  7. Estudio individual, 36 horas.
  8. Pruebas de evaluación escrita u oral, 3 horas presenciales y 3 no presenciales.
  9. Actividades de divulgación, 5 horas no presenciales.
  10. Debates en foro de discusión, 8 horas no presenciales.

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

4.3. Programa

Seis temas, que pueden variar, atendiendo al estado de las investigaciones. Algunos ejemplos actuales:

  • Evolución del Universo
  • Agujeros negros y ondas Gravitacionales
  • Exoplanetas y exotierras
  • Técnicas de simulación en Astrofísica
  • Test del Modelo Estándar y más allá en grandes aceleradores
  • Detección y candidatos de Materia Oscura
  • Multimensajeros cósmicos
  • La masa del neutrino
  • Física de partículas en el retículo
  • Grandes instalaciones para la física de partículas y la astrofísica

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos:

Las fechas serán establecidas y anunciadas por los profesores al inicio del curso.

Las clases comenzarán y finalizarán en las fechas indicadas por la Facultad de Ciencias.

  • Clases de teoría: 5 sesiones por semana. 6 semanas indicadas en el calendario.
  • Visitas a centros de investigación: serán anunciadas por los profesores al comienzo del curso.
  • Sesiones de evaluación: fechas a decidir.