Pla docent de l'assignatura

 

 

Català English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Astrofísica d'Altes Energies

Codi de l'assignatura: 568433

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Josep Maria Paredes Poy

Departament: Departament de Física Quàntica i Astrofísica

crèdits: 3

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 75

 

Activitats presencials i/o no presencials

25

 

-  Teoria

Presencial

 

24

 

-  Pràctiques orals comunicatives

Presencial

 

1

Treball tutelat/dirigit

25

Aprenentatge autònom

25

 

 

Recomanacions

 

Coneixements d’anglès.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

 

Competències personals

— Raonament crític.

— Creativitat de les competències sistèmiques.

— Capacitat d’aprendre de manera autònoma.

— Capacitat d’adaptar-se a noves situacions.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

L’objectiu d’aquest curs és formar-se, partint de la teoria i l’observació, com a futur investigador en astrofísica d’altes energies. La intenció és adquirir un coneixement bàsic i actualitzat de la matèria a fi de poder encarar la carrera investigadora amb una bona preparació. Per a qui no prevegi encaminar el seu futur cap a la recerca, els aprenentatges assolits en aquest màster serviran per potenciar les seves habilitats i augmentar la seva experiència, factors que poden ser útils en el món laboral.

Per comprendre l’univers d’altes energies en què ens trobem, primer s’expliquen els mecanismes físics capaços d’accelerar les partícules a altes energies i els processos radiatius que porten a fonts astrofísiques. Seguidament, s’estudia la fenomenologia de diversos tipus de fonts astrofísiques d’altes energies, com ara els forats negres supermassius en nuclis galàctics, les estrelles binàries de raigs X, els púlsars o els romanents de supernova. Es presenten els resultats observacionals més recents i se’n debat la implicació en els models que hi ha disponibles.

L’astrofísica d’altes energies es troba actualment en una època daurada gràcies als resultats que s’estan obtenint des dels observatoris que hi ha actualment, la qual cosa representa una oportunitat única per avançar en el camp de les altes energies. D’aquests observatoris en destaquem els següents:
— Satèl·lits de raigs X tous, com ara l’XMM-Newton o el Chandra.
— Satèl·lits de raigs X durs, com ara l’INTEGRAL o el Swift.
— Satèl·lits de raigs gamma d’altes energies, com ara el Fermi.
— Telescopis Txerenkov, com ara el MAGIC, el HESS o el VERITAS.
— Detectors de neutrins, com ara l’IceCube.

L’enorme quantitat d’informació que durant anys han recollit aquests instruments exigeix professionals que puguin tractar-la com és degut i fer progressar així el camp de la física.

 

 

Blocs temàtics

 

1. 1. Acceleració de partícules i mecanismes de radiació en astrofísica d’altes energies 1.1. Mecanismes d’acceleració de partícules 1.2. Difusió 1.3. Pèrdues d’energia 1.4. Processos radiatius 1.4.1. Emissió tèrmica 1.4.2. Radiació de sincrotró 1.4.3. Efecte Compton invers 1.4.4. Radiació de frenada (Bremsstrahlung) 1.4.5. Processos hadrònics 1.4.6. Anihilació de partícules

*  2. Acreció i ejecció en fonts relativistes
Satèl·lits i detectors de raigs X (comptadors proporcionals, focalització i màscares codificades
Estrelles binàries de raigs X: acreció intensa en objectes compactes
Instruments d’observació (anàlisi i diagrames fonamentals)
Modes d’acreció de les estrelles binàries de raigs X
Discs i jets
Forats negres a totes les escales: de les estrelles binàries de raigs X als nuclis de galàxia actius

3. Fonts de raigs gamma d’altes energies en l’univers
Detectors i satèl·lits de raigs gamma d’altes energies
Telescopis Txerenkov atmosfèrics d’obtenció d’imatges
Fonts galàctiques de raigs gamma d’altes energies (púlsars, nebuloses de vent de púlsar, romanents de supernova, estrelles binàries de raigs gamma i de raigs X, etc.)
Fonts extragalàctiques de raigs gamma d’altes energies (nuclis de galàxia actius, esclats de raigs gamma, llums de fons extragalàctiques, etc.)
Física fonamental en raigs gamma d’altes energies (matèria fosca, invariància de Lorentz, etc.)

4. Fluxos relativistes a altes energies
Fluxos: jets i vents (descripció física general)
Dinàmiques de flux (producció, propagació, contingut, acabament)
Emissió en fluxos relativistes: parells electró-positró
Emissió en fluxos relativistes: protons i nuclis
Reprocessament de la radiació: absorció (raigs gamma, ones de ràdio, raigs X)
Reprocessament de la radiació: cascades electromagnètiques (transparència als raigs gamma i conseqüències a energies més baixes)

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

El professorat desenvolupa els temes del programa amb suport audiovisual i Internet o altres suports.
Se subministra a tot l’alumnat, en format electrònic, el material que es presenta a cada classe.
Els alumnes han de fer un treball i una presentació pública per demostrar que han adquirit els coneixements corresponents.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Els alumnes han de fer un treball sobre un tema d’astrofísica d’altes energies proposat pels professors. El treball, que s’ha de presentar oralment i s’ha de lliurar per escrit, permet dur a terme l’avaluació. A més, també es té en compte la participació activa a classe. En els casos en què hi hagi un dubte raonable sobre els coneixements de l’alumnat, es fa un examen escrit o oral. El percentatge de la nota de cada part és:

— Participació: 25 %

— Prova de síntesi escrita: 25 %

— Preparació i presentació d’un tema: 50 %

Per a la reavaluació, els alumnes han de fer un treball sobre un tema d’astrofísica d’altes energies proposat pels professors. El treball s’ha de presentar oralment i s’ha de lliurar per escrit. En els casos en què hi hagi un dubte raonable sobre els coneixements de l’alumnat, es fa un examen escrit o oral.