Giorgio Giacomelli

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 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. 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) è raddoppiato rispetto alla precedente versione. 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.

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.

These lecture notes discusses the developments both in the theoretical understanding of the physics and mathematics of magnetic monopoles as well as the ways in which they can be detected experimentally.The subject has now become highly interdisciplinary and recent monopole meetings have attracted participants from low temperature physics at one extreme to cosmology at the other.