FÍSICA NUCLEAR E PARTÍCULAS

2009/2010

programa


1. Introdução

    1.1 Partículas elementares: leptões e quarks

    1.2 Interacções fundamentais e bosões de gauge

     1.3 Hadrões, nucleões e graus de liberdade

     1.4 Escalas e unidades

 

2.  Introdução à Mecânica Quântica Relativista

     2.1.  Equação de Klein-Gordon

2.1.   Equação de Dirac

2.3 Antipartículas

 

3.    Simetrias e Leis de Conservação

     3.1 Constantes do movimento

     3.2 Transformações contínuas: translacções, rotações, isospin e gauge

     3.3 Transfomações discretas: paridade, conjugação de carga e inversão no tempo

     3.4 Sistemas de partículas idênticas

 

4.     Interacções mediadas pela troca de partículas  

     4.1 Partículas em interacção e partícuals mediadoras

     4.2 Diagramas de Feynman

4.3 Forças e alcance

4.4 Potenciais e teoria de Yukawa

 

5.    Observação e observáveis

      5.1.  Como explorar a estrutura da matéria

      5.2    Secções eficazes e taxas de decaimento

      5.3  Detecção, probabilidades, valores esperados e flutuações

 6.    Núcleos: propriedades fundamentais

6.1.  O núcleo atómico e a experiência de Rutherford

6.2.  Os números A, Z e N

6.3.  Carga e massa

6.4.  Núcleos estáveis e linha de estabilidade

6.5.  Energia de ligação

       6.5.1 modelo da gota líquida

       6.5.2 fórmula semi-empírica de massa:

6.6 Números mágicos

6.7.  Spin

6.8 Paridade

6.8. Dimensão e forma nucleares

       6.8.1 factores de forma e dispersão de electrões

        6.8.2 momentos nucleares

 

7. Força Nuclear

7.1.  Propriedades gerais e modelos actuais

7.2.  O deuterão

 

8.    Estrutura Nuclear

8.1.  Modelos microscópicos

8.1.1.    Números mágicos e modelo em camadas

8.2.   Modelos colectivos

8.2.1.    Modelo vibracional

8.2.2.    Modelo rotacional

  

9.    Leptões, Quarks and Hadrões: propriedades fundamentais

9.1.     Leptões

9.1.1.    Gerações e propriedades  dos leptões;  leis de conservação

9.1.2.    Massas dos neutrinos e oscilações de neutrinos

9.1.3.    Neutrinos atmosféricos e solares

9.1.4.    Oscilações de neutrinos

9.1.5.    Universalidade da interacção leptónica

9.2.  Hadrões

9.2.1.  Gerações e propriedades dos quarks; leis de conservação

9.2.2. Modelo de quarks e antiquarks e o SU(3) do sabor

9.2.3. Massas e momentos magnéticos.

 

10.  Interacção electromagnética

10.1.     Equação de Dirac, acoplamento mínimo e inetarcção com o campo electromagnético

10.2.     Matriz e transição

10.3.     Diagramas de Feynman, vértices e bosão de gauge – fotão: QED

10.4.     Leis de conservação

10.5.     Renormalização da carga e running coupling constant

10.6.     O potencial de Coulomb

10.7    Testes experimentais à QED

 

11.   Interacção fraca

11.1.     Comportamento de formas bilineares de campos de Dirac debaixo das operações, P, C e CP

11.2.     Bosões de gauge W±  e a corrente fraca carregada: violação de P e de C

11.3.     Leis de conservação

11.4.     Isospin raco e dubletos esquerdos e singuletos direitos

11.5.     Universalidade da interacção fraca

11.6.     Mecanisco GIM e a previsão do quark charm

11.7.     Violação CP e a previsão da 3ª geração de quarks: a matriz CKM

11.8.     Necessidade das correntes neutras; bosão de gauge Z0

11.9.     Unificação electrofraca, quebra espontânea de simetria, massa dos bosões de gauge e bosão de Higgs

 

12.  Interacção Forte

12.1.     Necessidade do nº quântico cor

12.2.     Hipercarfa forte e o isospin da cor

12.3.     Bosões de gauge – gluões - vértices e diagramas de Feynman : SU(3) da cor - QCD

12.4.     Leis de conservação

12.5.     Confinamento, singuletos de cor e running coulpling constant

12.6.     Fragmentação e jets

12.7.     Congelamento dos graus de liberdade de QCD: gras de liberdade hadrónicos e nuvcleónicos

12.8.     Evidências experimentais de quarks e gluões


Última modificação: 19-02-2010