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Academic Year/course: 2023/24

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

68359 - Theory and phenomenology of the Standard Model of particle physics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
68359 - Theory and phenomenology of the Standard Model of particle physics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles
ECTS:
6.0
Year:
01
Semester:
Second semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

The Standard Model of particle physics describes with remarkable success the fundamental components of our universe and their interactions, the most recent success being the confirmation of the existence of the Higgs particle at the LHC. The student will know the current state of particle physics and the application of modern methods of theoretical physics in the field of elementary particle and astroparticle physics.

Together with Electrodynamics: Interaction of Radiation and Matter, Quantum Field Theory, and Particle Physics Beyond the Standard Model it conforms the Particle Physics subject.

These approaches and objectives are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the 2030 Agenda of
United Nations(https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/): targets 4.3 and 4.4 of SDG 4.

2. Learning results

Upon completion of this subject, the student will be able to:

  • Analyse the derivation of the Standard Model of particle physics and the connection with experimental data.
  • Manage the Feynman Diagrams technique in the calculation of effective cross-sections and decay widths for relevant processes in the Standard Model formalism.
  • Describe at a phenomenological level the current situation of elementary particle physics and its near future.
  • Know the advances that have taken place in particle physics as a result of previous knowledge and of the
    experimental observations conducted in accelerators.
  • Analyse recent accelerator results (mainly from LHC) and obtain estimates of possible new discoveries.
  • Understand the theoretical and experimental problems of the Standard Model.

This subject is especially relevant for the student's training, as it requires a deep knowledge of the fundamental aspects of particle physics today and the application of different theoretical tools useful in different fields of physics. In addition, it will enable students to develop critical and analytical thinking, both in open questions in particle physics today and in ways that transcend academia.

3. Syllabus

  1. Electroweak theory. Interactions.
  2. Higgs particle physics.
  3. Physics of taste.
  4. Neutrino physics.
  5. Feynman Diagrams and Rules. Observables.
  6. Standard Model. Phenomenology. Quantum corrections.
  7. Quantum Chromodynamics (QCD).

Particle physics in accelerators. LHC

4. Academic activities

  1. Participation in and attendance to lectures.
  2. Case analysis, sharing and debate on the contents of the subject.
  3. Solving problems related to the contents of the subject.
  4. Writing and submission of works.
  5. Production and oral presentation of works.
  6. Tutoring.
  7. Individual study.
  8. Written or oral assessment tests
  9. Discussions in discussion forum.

5. Assessment system

The student must demonstrate achievement of the intended learning results through the following assessment activities:

  • Assessment of case analysis, problem solving, questions and other activities: 30%.
  • Assessment of reports and written work: 30%.
  • Assessment of oral presentations of work and evaluation tests: 40%.

The final grade will be obtained according to the percentage assigned to each assessment activity. In order to pass the subject, this final grade must be equal or higher than 5.

The subject has been designed primarily for students who attend lectures during the term. However, there will also be an assessment test for students who are unable to attend these lectures or who have not completed or have not passed the assessment activities. This global assessment test will take place on the dates established by the Faculty of Sciences.


Curso Académico: 2023/24

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

68359 - Teoría y fenomenología del Modelo Estándar de física de partículas


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
68359 - Teoría y fenomenología del Modelo Estándar de física de partículas
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas
Créditos:
6.0
Curso:
01
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

El Modelo Estándar de física de partículas describe con notable éxito los componentes fundamentales de nuestro universo y sus interacciones, siendo el más reciente éxito la confirmación de la existencia de la partícula de Higgs en el LHC. el estudiante conocerá el estado actual de la física de partículas y la aplicación de métodos modernos de física teórica en el campo de la física de partículas elementales y astropartículas.

Conforma junto con Electrodinámica: interacción de radiación y materia,  Teoría Cuántica de Campos,  y Física de partículas más allá del Modelo Estándar, la materia de Física de partículas

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de
Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/): metas 4.3 y 4.4 del ODS 4.

2. Resultados de aprendizaje

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

  • Analizar la deducción del Modelo Estándar de Física de Partículas y la conexión con los datos experimentales.
  • Manejar la técnica de Diagramas de Feynman en el cálculo de secciones eficaces y anchuras de desintegración para procesos relevantes en el formalismo del Modelo Estándar.
  • Describir a nivel fenomenológico la situación actual de la Física de Partículas Elementales y su futuro próximo.
  • Conocer los avances que han tenido lugar en Física de Partículas como resultado del conocimiento previo y de las
    observaciones experimentales hechas en aceleradores.
  • Analizar los resultados recientes de aceleradores (principalmente de LHC) y obtener estimaciones sobre posibles nuevos descubrimientos.
  • Comprender los problemas teóricos y experimentales del Modelo Estándar.

Este curso es especialmente relevante para la formación del alumno, al exigir el conocimiento profundo de los aspectos fundamentales de la física de partículas hoy en día y la aplicación de diferentes herramientas teóricas útiles en diferentes campos de la física. Además, este curso permitirá a los estudiantes desarrollar un pensamiento crítico y analítico, tanto en las cuestiones abiertas en la física de partículas en la actualidad como en formas que trascienden el ámbito académico.

3. Programa de la asignatura

  1. Teoría electrodébil. Interacciones.
  2. Física de la partícula de Higgs.
  3. Física del sabor.
  4. Física de neutrinos.
  5. Diagramas y Reglas de Feynman. Observables.
  6. Modelo Estándar. Fenomenología. Correcciones cuánticas.
  7. Cromodinámica cuántica (QCD).
  8. Física de partículas en aceleradores. LHC.

4. Actividades académicas

  1. Participación y asistencia a clases magistrales.
  2. Análisis de casos, puesta en común y debate sobre los contenidos de la asignatura.
  3. Resolución de problemas relacionados con los contenidos de la asignatura.
  4. Realización y presentación escrita de trabajos.
  5. Realización y presentación oral de trabajos.
  6. Tutorías.
  7. Estudio individual.
  8. Pruebas de evaluación escrita u oral.
  9. Debates en foro de discusión.

5. Sistema de evaluación

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

  • Valoración de análisis de casos, resolución de problemas, cuestiones y otras actividades: 30%
  • Valoración de informes y trabajos escritos: 30%
  • Valoración de exposiciones orales de trabajos y pruebas de evaluación: 40%

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.

La asignatura ha sido diseñada principalmente para los estudiantes que asisten a las conferencias durante el curso. Sin embargo, también habrá una prueba de evaluación para los estudiantes que no pueden asistir a estas conferencias, 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.