I migliori libri su fisica e astrofisica delle alte energie

In questo articolo scopriremo quali sono i migliori libri su fisica e astrofisica delle alte energie.

La fisica delle alte energie o fisica delle particelle elementari è lo studio, attraverso esperimenti con acceleratori, delle particelle  che sono i costituenti fondamentali della materia, ovvero le particelle elementari (e delle loro interazioni).

Acceleratori e relativi esperimenti che utilizzano questi macchinari per misurare le particelle prodotte nelle collisioni sono apparati estremamente sofisticati.

Queste apparecchiature vengono utilizzati non solo nella ricerca di frontiera in fisica ma anche in ambito ospedaliero, nella diagnostica per immagini e nella cura dei tumori con la terapia adronica, ad esempio.

L’astrofisica delle alte energie studia le condizioni ambientali più estreme nell’Universo, quelle al  limite delle leggi della fisica oggi note, indagando su tutti quei fenomeni astrofisici caratterizzati da una emissione di energia mediante la produzione di fotoni o particelle energetiche.

In questa nostra selezione dei migliori libri su fisica e astrofisica delle alte energie abbiamo inserito i testi di fisica delle particelle di più recente pubblicazione sull’argomento e alcuni interessanti manuali di approfondimento.

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Astrofisica delle alte energie

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L’insegnamento dell’astrofisica moderna richiede conoscenze di base di svariate discipline, oltre ad alcuni modelli fondamentali. Lo scopo di questo libro è di presentare sia le une che gli altri in maniera possibilmente esaustiva, e di essere dunque utilizzabile sia come prima introduzione alle problematiche astrofisiche, sia come testo di riferimento ulteriore per giovani studiosi.

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Particelle e interazioni fondamentali

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Il libro intende fornire le conoscenze teoriche e fenomenologiche di base della struttura della materia a livello subatomico, presentando in maniera coordinata concetti e caratteristiche della fisica nucleare e della fisica delle particelle elementari. Partendo da un livello di base (nomenclatura, classificazione, tecniche di accelerazione e di rivelazione delle particelle elementari), si passano in rassegna le proprietà delle interazioni fondamentali (elettromagnetica, debole e forte). Vengono descritti poi i risultati che confermano il Modello Standard del microcosmo, per terminare con i problemi ancora aperti. Ad esempio, la violazione di CP attualmente misurata non spiega l’asimmetria materia-antimateria dell’Universo osservata; le oscillazioni dei neutrini e la quantità di materia oscura prevista dalla cosmologia sembrano richiedere qualcosa oltre il Modello Standard. Il libro è organizzato in modo da coprire gli argomenti dei corsi di Fisica Nucleare e Subnucleare della Laurea in Fisica, e dei corsi di Fisica delle Particelle della Laurea Magistrale.

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Particelle e nuclei

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Basato sulle lezioni tenute dagli autori all’Università di Heidelberg, il libro offre una panoramica completa e aggiornata della fisica nucleare e delle particelle, per la prima volta presentate in modo unitario. Nella prima delle due parti di cui si compone il volume il lettore viene guidato alla scoperta dei “mattoni dell’universo”. L’antica aspirazione ad arrivare, per successive scomposizioni della materia, a una descrizione del mondo in termini di pochi oggetti elementari sembra confortata dalle ultime acquisizioni della fisica: il modello standard, in particolare, offre una spiegazione molto elegante delle complesse interazioni tra particelle.

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Introduction to Elementary Particles

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In the second, revised edition of a well-established textbook, the author strikes a balance between quantitative rigor and intuitive understanding, using a lively, informal style. The first chapter provides a detailed historical introduction to the subject, while subsequent chapters offer a quantitative presentation of the Standard Model. A simplified introduction to the Feynman rules, based on a “toy” model, helps readers learn the calculational techniques without the complications of spin. It is followed by accessible treatments of quantum electrodynamics, the strong and weak interactions, and gauge theories. New chapters address neutrino oscillations and prospects for physics beyond the Standard Model. The book contains a number of worked examples and many end-of-chapter problems. A complete solution manual is available for instructors.

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Quantum Field Theory and the Standard Model

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Providing a comprehensive introduction to quantum field theory, this textbook covers the development of particle physics from its foundations to the discovery of the Higgs boson. Its combination of clear physical explanations, with direct connections to experimental data, and mathematical rigor make the subject accessible to students with a wide variety of backgrounds and interests. Assuming only an undergraduate-level understanding of quantum mechanics, the book steadily develops the Standard Model and state-of-the-art calculation techniques. It includes multiple derivations of many important results, with modern methods such as effective field theory and the renormalization group playing a prominent role. Numerous worked examples and end-of-chapter problems enable students to reproduce classic results and to master quantum field theory as it is used today. Based on a course taught by the author over many years, this book is ideal for an introductory to advanced quantum field theory sequence or for independent study.

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Introduction to Quantum Field Theory: Classical Mechanics to Gauge Field Theories

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This textbook offers a detailed and uniquely self-contained presentation of quantum and gauge field theories. Writing from a modern perspective, the author begins with a discussion of advanced dynamics and special relativity before guiding students steadily through the fundamental principles of relativistic quantum mechanics and classical field theory. This foundation is then used to develop the full theoretical framework of quantum and gauge field theories. The introductory, opening half of the book allows it to be used for a variety of courses, from advanced undergraduate to graduate level, and students lacking a formal background in more elementary topics will benefit greatly from this approach. Williams provides full derivations wherever possible and adopts a pedagogical tone without sacrificing rigour. Worked examples are included throughout the text and end-of-chapter problems help students to reinforce key concepts. A fully worked solutions manual is available online for instructors.