Interazioni elettrodeboli

Questo volume introduce alla teoria delle interazioni elettrodeboli, illustrando il percorso che ha condotto all’unificazione delle forze deboli ed elettromagnetiche nel Modello Standard. A partire dall’ipotesi CVC e dalle teorie di Yang–Mills e Glashow, il testo presenta il ruolo delle simmetrie, la rottura spontanea e il meccanismo di Higgs fino alla formulazione di Weinberg e Salam.

Sono inoltre trattati il modello a quark, il mixing e la violazione di CP, insieme agli elementi essenziali della teoria dei gruppi di Lie. Numerosi esempi fenomenologici e un capitolo sul bosone di Higgs collegano la teoria ai risultati sperimentali più recenti.

Pubblicato nel 2013
ISBN 9788864732411
Formato 17x24 cm.
Pagine 254
Peso 480 gr.

INDICE

Prefazione

1 IL QUADRO GENERALE

2 SPIN ISOTOPICO E STRANEZZA
2.1 Le ampiezze pione-nucleone
2.2 Correnti di isospin e correnti deboli
2.3 La simmetria SU(3)

3 LA TEORIA DI YANG-MILLS
3.1 Simmetrie locali non commutative
3.2 La lagrangiana minimale

4 UNIFICAZIONE ELETTRODEBOLE I
4.1 Simmetrie del doppietto (νe, e)
4.2 Il gruppo di gauge minimale, SU(2)L ⊗ U(1)Y
4.3 La teoria di Glashow

5 ROTTURA SPONTANEA DI SIMMETRIA
5.1 Il modello di Goldstone
5.2 Spettro delle fluttuazioni per μ2 < 0
5.3 Il Teorema di Goldstone
5.4 Il Meccanismo di Higgs-Brout-Englert
5.5 Masse delle particelle vettoriali nel gauge unitario
5.6 Il campo vettoriale con massa

6 UNIFICAZIONE ELETTRODEBOLE II
6.1 La teoria di Weiberg e Salam
6.2 Il doppietto scalare
6.3 Le masse dei campi vettoriali
6.4 La massa dell’elettrone
6.5 La massa del neutrino

7 DETERMINAZIONE DELLA CORRENTE NEUTRA LEPTONICA
7.1 Sezione d’urto dei processi νμ − e, ¯νμ − e
7.2 Le costanti di base
7.3 Larghezze leptoniche dello Z
7.4 Formula di Breit-Wigner relativistica
7.5 Fisica dello Z nelle reazioni e+ e−

8 QUARK IN TRE COLORI
8.1 Il modello di Sakata
8.2 Eightfold Way e Quark
8.3 Il colore dei quark
8.4 CromoDinamica Quantistica-QCD

9 TEORIA DEL QUARK-MIXING
9.1 La teoria di Cabibbo
9.2 Il meccanismo di Glashow, Iliopoulos e Maiani
9.3 Violazione di CP e teoria di Kobayashi-Maskawa

10 INTERAZIONI ELETTRODEBOLI DEI QUARK
10.1 Origine delle masse e mixing dei quark
10.2 La matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa
10.3 Larghezze di decadimento di Z e W
10.4 La Lagrangiana della Teoria Standard

11 DIGRESSIONE: LA VIOLAZIONE DELLO SPIN ISOTOPICO
11.1 Bosoni di Goldstone in SU(3)L ⊗ SU(3)R
11.2 Pioni e Kappa come “quasi” bosoni di Goldstone
11.3 La violazione dello spin isotopico

12 MIXING E VIOLAZIONE DI CP NEI MESONI K, B E D NEUTRI
12.1 Mixing e violazione di CP nel sistema K0 − ¯K 0
12.2 Mixing nei mesoni B e D neutri

13 CORRENTI NEUTRE CON CAMBIAMENTO DI SAPORE
13.1 L’ampiezza ¯K 0 → K0
13.2 Lagrangiana effettiva, fattore di colore, saturazione del vuoto
13.3 Le ampiezze
13.4 Analisi numerica e confronto con i dati

14 LA RICERCA DEL BOSONE DI HIGGS
14.1 Interazioni del bosone di Higgs
14.1.1 Larghezze di decadimento
14.1.2 Calcoli
14.1.3 Accoppiamenti γ-γ e gluone-gluone
14.2 Ricerca ai collisori e+e− e protone-protone
14.3 La particella a 125 GeV

APPENDICI
A Rappresentazione di Kallen-Lehman per la funzione a due punti
A.1 Operatori di creazione e di distruzione nella normalizzazione del continuo
A.2 La rappresentazione di Kallen-Lehman

B Una decomposizione utile per matrici finito-dimensionali

C Gruppi continui e loro rappresentazioni: richiami
C.1 Gruppo
C.2 Algebra di Lie
C.3 Rappresentazioni di un gruppo
C.4 Rappresentazioni dell’algebra dei generatori infinitesimi
C.5 Rappresentazioni dei gruppi compatti o finiti
C.6 Il caso di SU(2)
C.7 Prodotto tensoriale di rappresentazioni, la serie di Clebsch-Gordan
C.8 Il lemma di Schur
C.9 Elementi di matrice di operatori invarianti
C.10 Misura invariante sul gruppo e relazioni di ortonormalità
C.11 Il teorema di Wigner-Eckart

BIBLIOGRAFIA