Teaching plan for the course unit

 

Close imatge de maquetació

 

Print

 

General information

 

Course unit name: Gauge Theory: the Standard Model

Course unit code: 568436

Academic year: 2019-2020

Coordinator: Domenec Espriu Climent

Department: Department of Quantum Physics and Astrophysics

Credits: 6

Single program: S

More information enllaƧ

 

 

Estimated learning time

Total number of hours 150

 

Face-to-face learning activities

60

 

-  Lecture

(approximate distribution)

 

40

 

-  Lecture with practical component

(approximate distribution)

 

20

Supervised project

45

Independent learning

45

 

 

Competences to be gained during study

 

Capacitat d’anàlisi, de sintesi i d’abstracció.

Capacitat de resolució de problemes.
Capacitat de treball en grup
Raonament crític.
Raonament lògic matemàtic i formal.
Capacitat d’aprenentatge autònom.

 

 

 

 

Learning objectives

 

Referring to knowledge

Introduir-se i familiaritzar-se amb el formalisme i les característiques comunes de les teories gauge, com ara l’electrodinàmica quantica QED, la cromodinàmica quantica QCD o la teoria electro-feble.

Entendre i emprar amb facilitat les tècniques característiques de les teories de camps amb simetria gauge: diagrames de Feynman, regularització dimensional, grup de renormalització.
Fonaments del model estandard de les interaccions elementals: estructura, simetries, correccions radiatives i renormalització.
Altres aspectes claus de les teories de camps de les interaccions fonamentals.

 

 

Teaching blocks

 

Introduction

*  Euclidean and Minkowski conventions 

Summary of path-integral techniques 
The effective action and functional methods
The phenomenon of spontaneous symmetry breaking
Classical abelian and non-abelian invariance

Classical solutions in gauge theories

*  The 2d O(3) sigma model

The ’t Hooft Polyakov monopole
Instantons in QCD
Zero modes and chiral symmetry breaking

Introduction to QCD

*  Why QCD

The classical lagrangian of QCD
Global symmetries of QCD and their realization
The U(1)_A anomaly
The theta vacuum
Anomaly cancellation

Quantization of gauge theories

*  Covariant quantization: Faddeev-Popov formalism in QED and QCD

Ghots in Yang-Mills and their interpretation
Feynman rules
BRST symmetry
Ward and Slavnov-Taylor identities
Spontaneous symmetry breaking and renormalizability
R_\xi gauges and modified Slavnov-Taylor identities

Radiative corrections in gauge theories

*  Divergent structure of gauge theories

Renormalization and counter-terms in QCD
The meaning of the renormalization procedure
Calculation of the beta function in QCD
The renormalization group and fixed points
The R parameter and renormalization ambiguities
Decoupling of heavy quarks

The limits of perturbation theory

*  Confinement

Infrared divergences: inclusive and exclusive processes
The operator product expansion
Power corrections to R

Gauge structure of the electroweak theory

*  Summary of known results

Gauges and gauge fixing. Physical states
Mass generation and spontaneous symmetry breaking
Fermion masses
The CKM matrix
Semileptonic decays

The electroweak theory beyond tree level

*  FCNC and the GIM mechanism

CP symmetry and CP violation in kaons and other neutral systems
The Gilman-Wise effective lagrangian

Radiative corrections in the electroweak theory

*  Effective couplings

The on-shell scheme
Precision observables

 

 

Teaching methods and general organization

 

Exposicio a la pissarra de les diferents lliçons corresponents a les hores presencials

 Entrega setmanal de problemes per a que els resolgui l’alumnat

 

 

Official assessment of learning outcomes

 


Valoració del treball personal: preguntes, activitat, actitud a classe, formalitat i qualitat d’entrega dels exercicis:  10%
Exercicis proposats: 50%
Examen final: 40%
Criteris de reavaluació: els mateixos que per a l’avaluació, amb un nou examen.
 

 

Examination-based assessment


Examen final escrit. 100%
Criteris de reavaluació: els mateixos que per a l’avaluació, amb un nou examen.