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Academic Year/course: 2023/24

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

68362 - Astroparticle physics II: the dark Universe


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
68362 - Astroparticle physics II: the dark Universe
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

Students will be provided with an updated view of the state of the art of the research developed for the understanding of the nature of dark matter and its possible detection. The phenomenological approach will focus on the solutions that particle physics offers to the dark matter problem by analysing possible extensions to the Standard Model and will provide students with the knowledge and tools necessary to address its possible detection.

Together with Astroparticle Physics I, it conforms the Astroparticle Physics subject.

The objectives and learning results es are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda: 4- Quality education; 8- Decent work and economic growth; 9- Industry, innovation and infrastructure.

2. Learning results

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

  • Understand the theoretical and experimental motivations for dark matter.
  • Distinguish between the main types of dark matter, and the different ways to detect it.
  • Know the extensions of the Standard Model that make up the "dark universe".

3. Syllabus

  1. Dark matter: astrophysical and cosmological evidence.
  2. Dark matter theories and candidates.
  3. Direct search for WIMPs.
  4. Indirect searches for dark matter.
  5. Dark matter signals in accelerators.
  6. Neutrinos as hot and warm dark matter.
  7. The strong CP problem. Axions and ALPs.
  8. Axion detection experiments.
  9. Other dark matter candidates and models.

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. Practical computing classes
  5. Writing and submission of works.
  6. Production and oral presentation of works.
  7. Face-to-face or telematic tutoring.
  8. Individual study.
  9. Written or oral assessment tests
  10. Discussions in discussion forum.

5. Assessment system

Assessment activities:

  • Assessment of case analysis, problem solving, questions and computational work (P): 40%.
  • Assessment of oral presentations of work (O): 30%.
  • Assessment of the evaluation tests (E ): 30%.

The assessment tests (E) will be a multiple-choice or short-question type. They will take place at the end of the term, in face-to-face or telematic but synchronous format.

Each assessment activity will be graded from 0 to 10 points. The final grade for the subject NF will be calculated as follows

NF=0.4*P + 0.3*O+0.3*E

The final NF grade must be equal to or higher than 5.0, with separate grades being higher than 5.0.

This subject has been designed for students who attend and participate in classroom lectures, solve the required problems and computational exercises, and give an oral presentation on a proposed topic. For other cases, as indicated in the learning assessment regulations of the University of Zaragoza, there will be a global assessment test of the subject and it 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

68362 - Física de astropartículas II: el universo oscuro


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
68362 - Física de astropartículas II: el universo oscuro
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

Se ofrecerá a los estudiantes una visión actualizada del estado de las investigaciones desarrolladas para la comprensión de la naturaleza de la materia oscura y su posible detección. El enfoque fenomenológico se centrará en las soluciones que la física de partículas ofrece al problema de la materia oscura analizando posibles extensiones al modelo estándar que proporcionan candidatos y dotará a los estudiantes de los conocimientos y herramientas necesarias para abordar su posible detección.

conforma, junto con Física de Astropartículas I,  la materia de Astropartículas.

Los objetivos y resultados de aprendizaje planteados están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas: 4- Educación decalidad; 8- Trabajo decente y crecimiento económico; 9- Industria, innovación e infraestructuras.

2. Resultados de aprendizaje

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

  • Comprender las motivaciones teóricas y experimentales para la materia oscura.
  • Distinguir entre los tipos principales de materia oscura, y las distintas formas de detectarla.
  • Conocer las extensiones del Modelo Estándar que conforman el "universo oscuro".

3. Programa de la asignatura

  1. Materia oscura: evidencias astrofísicas y cosmológicas.
  2. Teorías y candidatos a materia oscura..
  3. Búsqueda directa de WIMPs.
  4. Búsquedas indirectas de materia oscura.
  5. Señales de materia oscura en aceleradores.
  6. Neutrinos como materia oscura caliente y templada.
  7. El problema CP fuerte. Axiones y ALPs.
  8. Experimentos de detección de axiones.
  9. Otros candidatos a materia oscura y modelos.

4. Actividades académicas

  1. Participación y asistencia a lecciones 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 de prácticas de computación.
  5. Realización y presentación escrita de trabajos.
  6. Realización y presentación oral de trabajos.
  7. Tutorías de forma presencial o telemática.
  8. Estudio individual.
  9. Pruebas de evaluación escrita u oral.
  10. Debates en foro de discusión.

5. Sistema de evaluación

Actividades de evaluación:

  • Valoración de análisis de casos, resolución de problemas, cuestiones y trabajo computacional (P): 40%
  • Valoración de exposiciones orales de trabajos (O): 30%
  • Valoración de las pruebas de evaluación (E ): 30%

Las pruebas de evaluación (E) serán de tipo test o de preguntas cortas. Se realizarán al finalizar la asignatura, en formato presencial o telemático pero síncrono.

Cada actividad de evaluación se calificará de 0 a 10 puntos. La nota final de la asignatura NF se calculará como

NF=0.4*P + 0.3*O+0.3*E

La nota final NF deberá ser igual o superior a 5.0, debiendo ser superiores a 5.0 las calificaciones por separado.

Esta asignatura ha sido diseñada para estudiantes que asistan a las clases presenciales y participen en ellas, resuelvan los problemas y ejercicios de cálculo requeridos y realicen una presentación oral de un tema propuesto. Para otros casos, tal como indica la normativa de evaluación del aprendizaje de la Universidad de Zaragoza, habrá una prueba de evaluación global de la asignatura y se realizará en las fechas establecidas por la Facultad de Ciencias.