O curso tem como objetivo fornecer aos alunos com uma visão abrangente do estado atual da física de partículas. Essa visão aponta a preparar os alunos para a próxima etapa do campo, a qual estará dominada pelos dados do LHC, o qual já começou a rodar. A disciplina dará aos alunos os elementos técnicos para a compreensão do Modelo Padrão, assim como também aspectos genéricos da aplicação da teoria de campos à física de partículas que permitirão estudar extensões do Modelo Padrão propostas para resolver os problemas que ele tem na escala TeV.
1. Introdução: Revisão de conceitos elementares de teoria de campos. Campos escalares, campos de spin ½, processos básicos na QED. Teorias de calibre Não-Abelianas. 2. As Interações Fracas: Descrição efetiva das interações fracas a baixas energias. Decaimento do muon, decaimento beta. Espalhamentos com correntes carregadas. 3. Quebra espontânea de simetria: Quebra espontânea de simetrias globais. Teorema de Goldstone. 4. Quebra espontânea de simetrias de calibre. Mecanismo de Higgs. Exemplos. Quebra espontânea de SU(2)L x U(1)Y U(1)EM: o modelo de Glashow-Weinberg-Salam. Massas dos bósons de gauge. Setor escalar do modelo padrão (MP). 5. Férmions: Correntes electro-fracas carregadas e neutras no MP. Algumas predições e testes experimentais do MP a nível árvore. Quark mixing e Lepton Mixing. 6. As interações Fortes I: A Lagrangiana da QCD. Processos elementares na QCD: e+e- Hádrons, jatos. Espalhamento Hádron-Hádron, funções de estrutura. 7. Renormalização da QCD: Quantização de Teorias Não-Abelianas. Função beta. Liberdade asintótica. 8. As interações Fortes II: Aspectos não-perturbativos. Quebra da simetria quiral. Teoria efetiva de interações fortes a baixas energias. O espectro de hádrons. 9. Quantização de teorias com quebra espontânea de simetria. Teorema de equivalência. Correções radiativas no MP e testes do MP a um loop. 10. Problemas do MP: Origem das massas dos férmions, problema da hierarquia. Alguns aspectos de extensões do MP.
Texto Principal: “An Introduction to Quantum Field Theory”, M. Peskin and D. Schroeder Outros Textos: “Dynamics of the Standard Model”, J.F. Donoghue, E. Golowich and B. Holstein “Gauge Theories of Elementary Particle Physics”, T-P Cheng and L-F Li.
