Solide conoscenze in teoria quantistica dei campi.

Il corso si prefigge di descrivere la teoria delle interazioni forti (Cromodinamica quantistica), tanto nei suoi aspetti perturbativi che non perturbativi.

Conoscenze e comprensione:

Teorie di gauge non abeliane e loro quantizzazione. Simmetrie globali e discrete dellacromodinamica quantistica (QCD)

Capacità di applicare conoscenze e comprensione:

Ricondurre il fenomeno della libertà asintotica della QCD al running della costante di accoppiamento con il gruppo di rinormalizzazione. Saper calcolare la funzione beta della QCD a un loop.

Saper individuare le principali conseguenze fenomenologiche delle simmetrie globali della QCD mediante la tecnica delle teorie effettive.

Autonomia di giudizio:

Riconoscere i regimi di validità degli approcci perturbativi e non alla QCD.

Abilità comunicative:

Saper esporre con precisione di linguaggio l’origine teorica della fenomenologia delle interazioni forti.

Capacità di apprendimento:

Essere nelle condizioni di comprendere la letteratura scientifica riguardante i principali problemi teorici ancora aperti, come ad esempio problema di CP forte,

Lezioni frontali

Esame orale

Simmetrie di gauge; dalla QED alla QCD – Integrale di cammino in meccanica quantistica e in teoria dei campi – Quantizzazione della QCD – Regole di Feynman – Processi a tree level con calcolo di sezione d’urto di diffusione elastica quark-antiquark - Rinormalizzazione a un loop della Lagrangiana di QCD – Funzione β e libertà asintotica – Deep Inelastic Scattering – Modello a partoni e scaling di Bjorken – Divergenze infrarosse e loro cancellazione - Violazioni di scaling ed equazioni di Altarelli – Parisi.

Simmetria chirale e sua rottura spontanea – I pioni come bosoni di Goldstone – Decadimento del pione – QCD a bassa energia: teoria delle perturbazioni chirale – Anomalie chirali e decadimento π0 -> ϒϒ – Aspetti topologici della QCD: il problema U(1) assiale e gli istantoni di ‘t Hooft-Polyakov - Il problema di CP forte

Cenni ad altri metodi non perturbativi (OPE e regole di somma della QCD, limite di grande numero di colori, formulazione su reticolo) potranno essere eventualmente concordati con gli studenti.

T. Muta – Foundations of Quantum Chromodynamics

S. Weinberg – The Quantum Theory of Fields, Volume II