Introducción al modelo estándar de la física de partículas elementales

Hoja de materia:

DATOS GENERALES:

Descripción:	En este curso, se introducirá al alumno los fundamentos teóricos y experimentales del Modelo Estándar de la física de partículas. Se explorarán los principales métodos para la detección y estudio de partículas subatómicas, así como la interpretación de resultados experimentales. Además, se discutirán sus aplicaciones y limitaciones en el entendimiento actual del universo, y se abordarán las preguntas aún no resueltas dentro de este marco teórico.
Seriación y Correlación:	Subsecuentes: Métodos Matemáticos I, I, Mecánica Cuántica I, I, Mecánica Cuántica Relativista.
	Consecuentes: Optativas.
Objetivo:	En este curso de introducción al Modelo Estándar de la física de partículas, los estudiantes adquirirán un entendimiento claro y aplicado de las fuerzas fundamentales y las partículas que conforman el universo. Analizaremos detalladamente los fenómenos cuánticos que subyacen a las interacciones entre partículas, así como la historia y evolución de las teorías que llevaron a la consolidación del Modelo Estándar. Se hará énfasis en la importancia de los descubrimientos experimentales y su correlato teórico. Al finalizar, los estudiantes poseerán habilidades robustas para describir, explicar y aplicar sus conocimientos en este campo, utilizando herramientas analíticas formales para enfrentar y resolver desafíos relacionados con la física de partículas.
Objetivos específicos:	Identificar y comprender las leyes y principios fundamentales que rigen las interacciones entre las partículas elementales y las fuerzas involucradas. Construir argumentaciones lógicas y coherentes en torno a las teorías del Modelo Estándar, diferenciando entre las premisas básicas y las deducciones que surgen de ellas. Emplear herramientas computacionales y software especializado para analizar datos experimentales, simular interacciones de partículas y visualizar los fenómenos que surgen de estas interacciones.Articular y explicar las manifestaciones observables del Modelo Estándar en fenómenos naturales y tecnológicos, utilizando un lenguaje claro y basándose en fundamentos teóricos sólidos.Al concluir el curso, los estudiantes tendrán la capacidad de examinar, discutir y aplicar diferentes teorías y modelos propuestos dentro del Modelo Estándar, interpretando datos y resultados experimentales en el contexto de la física de partículas.
Horas totales del curso:	(70) horas presenciales + (40) horas de autoestudio=110 horas totales
Créditos:	10 créditos

REVISIONES Y ACTUALIZACIONES:

Líneas de investigación:	Partículas, Campos y Astrofísica
Autores o Revisores:	Dr. Tzihué Cisneros Pérez, Dr. Alejandro Gutiérrez Rodríguez, Dr. Eligio Cruz Albaro, Dr. David Antonio Pérez Carlos, Dr. Andrés Ramírez Morales
Fecha de actualización por academia:	23 de Octubre de 2023
Sinopsis de la revisión y/o actualización:	23 de Octubre de 2023

PERFIL DESEABLE DEL DOCENTE:

Disciplina profesional:	Doctorado en Ciencias
Experiencia docente:	Experiencia profesional docente mínima de dos años

ÍNDICE TEMÁTICO:

TEMA:	SUBTEMA
La ecuación de Dirac	Formulación de una Teoría Cuántica Relativista, La Ecuación de Dirac, Correspondencia no Relativista, Forma Covariante de la Ecuación de Dirac.
El Modelo Estándar de las Interacciones Fuertes y Electrodébiles	Interacciones Fundamentales en la Naturaleza, El Lagrangiano del Modelo Estándar, El Lagrangiano de Corrientes Cargadas, El Lagrangiano de Corrientes Neutras, El Mecanismo de Higgs, Problemas Abiertos del Modelo Estándar.
Elementos Básicos para el Cálculo de Procesos Reales	Algunos Teoremas Básicos de Trazas de Matrices Gamma de Dirac, Diagramas de Feynman, Amplitud de Transición, Cálculo del Cuadrado de la Amplitud de Transición de un Proceso, Fórmula para el Decaimiento de Partículas,Fórmula para la Colisión de Partículas.
Aplicaciones Prácticas de las Técnicas de Física de Partículas para el Cálculo de Decaimientos y Colisiones	Cálculo del Decaimiento n – p + e – antineutrino del electrón,Espectro de Energía del Electrón, Cálculo de la Vida Media del Neutrón,Análisis del Decaimiento Z fermión + anti fermión: En el Modelo Estándar y Modelos Extendidos,Cálculo de la Sección Eficaz del Proceso:  Electrón Neutrino del Muón más allá del Modelo Estándar.

BIBLIOGRAFIA

Principal:	1. Peter Renton, “Electroweak Interactions: An Introduction to the Physics of Quarks and Lepton”, Cambridge University Press, 1990. 2. Elliot Leader, Enrico Predazzi, “An Introduction to Gauge Theories and Modern  Particle Physics”, Cambridge Monographs on Particle Physics, Vol. 1, 1996. 3. David Griffiths, “Introduction to Elementary particles”, Wiley-VCH, 2008. 4. Wolfgang Hollik, “Introduction To Quantum Field Theory And The Standard Model”, World Scientific, 2021. 5. Stuart Raby, “Introduction to the Standard Model and Beyond: Quantum Field Theory, Symmetries and Phenomenology”, Cambridge University Press, 2021.
Enlaces digitales:
Complementaria:

PLANEACIÓN EDUCACIONAL:

Competencias generales:	Capacidad de abstracción, análisis y síntesis.Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.Habilidad para trabajar en forma autónoma.
Competencias específicas:	Plantear, analizar, y resolver problemas de física de partículas elementales      mediante la utilización de métodos analíticos.Demostrar una comprensión profunda de los conceptos de la física de las partículas elementales.

CONTRIBUCIÓN AL PERFIL DE EGRESO:

CONOCIMIENTO:	HABILIDADES:	VALORES:
Tener una comprensión profunda de los conceptos, métodos y principios fundamentales de las tres interacciones fundamentales. Conocer y saber aplicar los mecanismos teóricos del Modelo Estándar. Las metodologías básicas para la indagación y el descubrimiento en procesos de investigación.	Analizar modelos simplificados que describan una situación compleja, identificando sus elementos esenciales y efectuando las aproximaciones necesarias.  Adquirir habilidades sobre los procesos de aprendizaje y autorregularlos para desarrollar la capacidad de aprender por sí mismo.	Tener hábitos de trabajo necesarios para el desarrollo de la profesión tales como el rigor científico, el autoaprendizaje y la persistencia. Actuar con responsabilidad, honradez y ética profesional, manifestando conciencia social de solidaridad y justicia.

ESTRATEGIAS PEDAGÓGICAS:

Estrategias de enseñanza:

Estrategias de aprendizaje:

El docente explicará la teoría y presentará ejemplos en las clases presenciales o virtuales.   El docente presentara los procedimientos y métodos típicos en el Modelo Estándar.   Motivará a los estudiantes para trabajar de manera individual y en equipo.   Discusión de preguntas y problemas en clase.

El alumno asistirá al menos a un 80%  de las clases principales o virtuales impartidas.   El estudiante trabajará en forma individual o por equipo en la comprensión de conceptos y la resolución de problemas.     El estudiante contestará preguntas o resolverá problemas individualmente para exponer en clase y discutir con sus compañeros.   Asistirá a asesorías para resolver dudas sobre la teoría o sobre la solución de problemas.

PROPUESTA DE CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

Criterio de evaluación:	Porcentaje:
Exámenes parciales Tareas Exposiciones Participación en clase	50% 30% 10% 10%

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