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This volume is an exercises and solutions manual that complements
the book "Particles and Fundamental Interactions" by Sylvie
Braibant, Giorgio Giacomelli, and Maurizio Spurio. It aims to give
additional intellectual stimulation for students in experimental
particle physics. It will be a helpful companion in the preparation
of a written examination, but also it provides a means to gaining a
deeper understanding of high energy physics. The problems proposed
are sometimes true and important research questions, which are
described and solved in a step-by-step manner. In addition to the
problems and solutions, this book offers fifteen Supplements that
give further insight into topical subjects related to particle
accelerators, signal and data acquisition systems and computational
methods to treat them.
The book provides theoretical and phenomenological insights on
the structure of matter, presenting concepts and features of
elementary particle physics and fundamental aspects of nuclear
physics.
Starting with the basics (nomenclature, classification,
acceleration techniques, detection of elementary particles), the
properties of fundamental interactions (electromagnetic, weak and
strong) are introduced with a mathematical formalism suited to
undergraduate students. Some experimental results (the discovery of
neutral currents and of the W and Z0 bosons; the quark structure
observed using deep inelastic scattering experiments) show the
necessity of an evolution of the formalism. This motivates a more
detailed description of the weak and strong interactions, of the
Standard Model of the microcosm with its experimental tests, and of
the Higgs mechanism. The open problems in the Standard Model of the
microcosm and macrocosm are presented at the end of the book. For
example, the CP violation currently measured does not explain the
matter-antimatter asymmetry of the observable universe; the
neutrino oscillations and the estimated amount of cosmological dark
matter seem to require new physics beyond the Standard Model. A
list of other introductory texts, work reviews and some specialized
publications is reported in the bibliography.
Translation from the Italian Language Edition
"Particelle e interazioni fondamentali" by Sylvie Braibant, Giorgio
Giacomelli, and Maurizio Spurio
Copyright (c) Springer-Verlag Italia, 2009
Springer-Verlag Italia is part of Springer Science+Business
Media
All Rights Reserved"
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. Partendo da un
livello di base (nomenclatura, classificazione, tecniche di
accelerazione e di rivelazione delle particelle), si passano in
rassegna le proprieta 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. Questa seconda edizione,
riveduta, corretta e ampliata, nasce a seguito della traduzione in
Inglese del libro effettuata dagli stessi autori. Oltre ad una
rilettura critica e accurata di ogni paragrafo (necessaria quando
si vuole esprimere in altra lingua un concetto), abbiamo inserito
alcune figure nuove e una sezione che si riferisce ai primi
risultati di fisica ottenuti con l'acceleratore LHC al CERN. Il
numero di esercizi (testo disponibile sul sito Springer) e
raddoppiato rispetto alla precedente versione. Il libro e
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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