Cálculo de procesos en física de partículas elementales
Hoja de materia:
DATOS GENERALES:
| Descripción: | En este curso, el estudiante conocerá y aprenderá a utilizar ciertas paqueterías especializadas en realizar cálculos de procesos reales en el ámbito de la física de partículas. |
| Seriación y Correlación: | Subsecuentes: Introducción al Modelo Estándar de la Física de Partículas Elementales |
| Consecuentes: Optativas. | |
| Objetivo: | Que el estudiante adquiera las habilidades para manejar paqueterías como FeynCalc, Package-X y FeynArts. A través de estas herramientas podrá implementar técnicas de evaluación analítica y numérica de interacciones a nivel árbol y a nivel de un lazo, dos lazos, etc.. |
| Objetivos específicos: | Conocer el lenguaje de FeynCalc, Package-X y FeynArts.Implementar las condiciones cinemáticas, y construir las amplitudes tensoriales de los procesos de interés en el escenario de FeynCalc. Implementar el método de Passarino-Veltman. Evaluar las funciones escalares de Passarino-Veltman en Package-X.Generar y visualizar diagramas de Feynman en FeynArts. |
| Horas totales del curso: | (90) horas presenciales + (70) horas de autoestudio=160 horas totales |
| Créditos: | 10 créditos |
REVISIONES Y ACTUALIZACIONES:
| Líneas de investigación: | Partículas, Campos y Astrofísica |
| Autores o Revisores: | Dr. Eligio Cruz Albaro, Dr. Alejandro Birgilio Gutiérrez Rodríguez, Dr. David Antonio Pérez Carlos, Dr. Tzihue Cisneros Pérez, 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 con especialidad en Física de Partículas |
| Experiencia docente: | Experiencia profesional docente mínima de dos años |
ÍNDICE TEMÁTICO:
| TEMA: | SUBTEMA |
| Repaso del Modelo Estándar | Un breve repaso de los lagrangianos y las reglas de Feynman para los vértices de interacción en el Modelo Estándar.Espinores.Propagadores y líneas fermiónicas.Vectores de polarización.Construcción de diagramas de Feynman.Condiciones cinemáticas del proceso. |
| Implementación de procesos en FeynCalc | El lenguaje de FeynCalc.Cálculo de trazas.Contracciones y álgebras de Dirac. Generalizaciones de las álgebras de Dirac a D-dimensiones.Implementación de las condiciones cinemáticas y condiciones de transversalidad.Construcción de amplitudes de interacciones a nivel árbol.Construcción de amplitudes de interacciones a nivel de un lazo.El método de Passarino-Veltman (PV).Búsqueda de resultados finitos y análisis de las divergencias ultravioletas.Invariancia de norma electromagnética.Construcción de observables: Anchura de decaimiento, Fracción de decaimiento,Sección eficaz,Momento magnético anómalo del electrón obtenido por Schwinger. |
| Package-X | El lenguaje de Package-X.Obtención de expresiones analíticas de las funciones escalares de PV: |
| FeynArts | Introducción al lenguaje de FeynArts.Generación y visualización de los diagramas de Feynman para procesos a nivel árbol y a nivel de un lazo. |
| Proyecto final | Cálculo de algún observable en el escenario del Modelo Estándar y de modelos extendidos. |
BIBLIOGRAFIA
| Principal: | FeynCalc 9.3: New features and improvements, Comput. Phys. Commun. 256, 107478 (2020). Package-X 2.0: A Mathematica package for the analytic calculation of one-loop integrals, Comput. Phys. Commun. 218, 66 (2017). Generating Feynman diagrams and amplitudes with FeynArts 3, Comput. Phys. Commun. 140, 418 (2001). An Introduction to quantum field theory, Addison-Wesley, 1995, ISBN 978-0-201-50397-5. Reduction schemes for one-loop tensor integrals, Nucl. Phys. B 734, 62 (2006). |
| Enlaces digitales: | https://feyncalc.github.io/https://feynarts.de/ |
| Complementaria: |
PLANEACIÓN EDUCACIONAL:
| Competencias generales: | Capacidad de investigación. Capacidad de aprender y actualizarse permanentemente. Habilidades para buscar, procesar y analizar información. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Capacidad de abstracción, análisis y síntesis. |
| Competencias específicas: | Aplicar el conocimiento teórico de la física de partículas a la construcción de observables físicos. Plantear, analizar, y resolver problemas mediante la utilización de métodos analíticos y numéricos Describir y explicar fenómenos en términos de conceptos, teorías y principios físicos. Demostrar disposición para enfrentar nuevos problemas en otros campos, utilizando sus habilidades específicas. Buscar, interpretar y utilizar literatura científica. |
CONTRIBUCIÓN AL PERFIL DE EGRESO:
| CONOCIMIENTO: | HABILIDADES: | VALORES: |
| Lograr una comprensión de los conceptos, herramientas de cálculo y las metodologías básicas para la determinación de observables físicos en física de partículas. | Adquirir destrezas en el manejo de las paqueterías especializadas en realizar cálculos de procesos reales en el ámbito de la física de partículas. | Actuar con responsabilidad, honradez y ética profesional, manifestando conciencia social de solidaridad y justicia. Mostrar tolerancia en su entorno social, aceptando la diversidad cultural, étnica y humana. Desarrollar interés por la investigación. |
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. 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 alumno asistirá al menos a un 80% de las clases prácticas impartidas. El estudiante trabajará en forma individual o por equipo en la comprensión de conceptos y la resolución de problemas. El estudiante desarrollará mapas conceptuales y mentales de los temas revisados El estudiante contestará preguntas o resolverá problemas individualmente para exponer en clase y discutir con sus compañeros. |
PROPUESTA DE CRITERIOS DE EVALUACIÓN:
| Criterio de evaluación: | Porcentaje: |
| Exámenes parciales Tareas y trabajos de investigación Exposiciones Participación en clase Ejercicios dentro de la clase Asistencia Proyecto Final | 30% 10% 10% 10% 10% 10% 20% |
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