Disciplina Curricular
Matéria Escura, Transições de Fase e Ondas Gravitacionais METFOG
Mestrado Bolonha em Física - 3_MFis 2018/19 a 2024/25
Contextos
Grupo: 3_MFis 2018/19 a 2024/25 > 2º Ciclo > Parte Escolar > Ramos > Astrofísica e Cosmologia > Opcionais > 734_Opcionais Ramo Astrofísica e Cosmologia > 2º Semestre
Período:
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
1. Saber construir Lagrangeanos que descrevam um dado modelo em teoria quântica de campo e estudar a sua fenomenologia utilizando ferramentas de altas energias como FeynRules, LanHEP, MadGraph e CalcHEP. 2. Saber construir modelos com matéria escura. O paradigma WIMP - "Weakly interacting massive particles". Matéria escura escalar, vectorial e fermiónica. Matéria escura muito leve e muito pesada. 3. Saber testar modelos com matéria escura. Deteção direta, indireta e produção e deteção de matéria escura em aceleradores. 4. Breve introdução às transições de fase no universo primordial e implicações na produção de ondas gravitacionais.
Programa
Capítulo 1 - Lagrangeano quântico e campos quânticos 1.1 Do Lagrangeano à fenomenologia 1.2 Geração automática de regras de Feynman com LanHEP e FeynRules 1.3 Cálculo de secções eficazes com MadGraph e CalcHEP Capítulo 2 - Como construir um modelo com matéria escura 2.1 O paradigma WIMP 2.2 WIMPs escalares, vectoriais e fermiónicos 2.3 Matéria escura muito leve e muito pesada Capítulo 3 - Testes em modelos com matéria escura 3.1 Densidade térmica de relíquia. "Freeze-out" e "freeze-in". Equações de Boltzmann, co-aniquilação, dependência da velocidade, "Sommerfeld enhancement". 3.2 Detecção directa de matéria escura. 3.3 Detecção indirecta de matéria escura. 3.4 Produção e detecção de matéria escura em aceleradores de partículas. Capítulo 4 - Transições de fase no universo primordial e ondas gravitacionais 4.1 Classificação da transições de fase. 4.2 Caracterização das transições de fase. 4.3 Produção de ondas gravitacionais - espectro e propriedades.
Métodos de ensino e avaliação
Aulas teóricas e teórico-práticas. As aulas teóricas seguem o método expositivo, sempre acompanhadas de exemplos práticos, utilizando quadro e projetor. As aulas teórico-práticas compreendem aulas de resolução de problemas, esclarecimento de dúvidas e problemas para discutir em grupo. Avaliação com duas componentes: - contínua (tópicos a serem trabalhados e apresentados pelos alunos) - 30% - exame final escrito - 70%.