PROYECTO DOCENTE Física Nuclear y de Partículas Grp 1 ...

Datos básicos de la asignaturaTitulación: Grado en FísicaAño plan de estudio: 2009

Curso implantación: 2020-21Centro responsable: Facultad de Física

Nombre asignatura: Física Nuclear y de PartículasCódigo asigantura: 1620032Tipología: OBLIGATORIACurso: 4Periodo impartición: Anual

Créditos ECTS: 6Horas totales: 150Área/s: Física Atómica, Molecular y NuclearDepartamento/s: Física Atómica, Molecular y Nuclear

Coordinador de la asignatura

CABALLERO CARRETERO JUAN ANTONIO

Profesorado

Profesorado del grupo principal:

CABALLERO CARRETERO JUAN ANTONIO

ANDRES MARTIN MARIA VICTORIA

Objetivos y competencias

Toda la información se recoge en el documento: "APLICACIÓN VERIFICA. SOLICITUD:GRADO EN

FÍSICA" que se puede descargar de:

http://departamento.us.es/fisamyn/images/pdf/verifica_Grado_Fisica_completo_0.pdf

PROYECTO DOCENTE

Física Nuclear y de Partículas

Grp 1 Clases Teóricas-Prácticas Física Nuclear y de Partículas

CURSO 2020-21

Última modificación 28/07/2020 Página 1 de 17

OBJETIVOS:

Conocer la fenomenología básica nuclear y entender y manejar algunos modelos sencillos

desarrollados para su descripción. Conocer las propiedades más importantes de los principales

procesos de desintegración nuclear. Conocer los constituyentes últimos de la materia, sus

interacciones y los elementos básicos de los modelos desarrollados para su estudio y saber el

orden de las magnitudes físicas involucradas en los procesos entre partículas elementales.

COMPETENCIAS:

Competencias específicas:

E1- Conocimiento y comprensión de los fenómenos y de las teorías físicas más importantes.

E2- Capacidad de estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos.

E3- Capacidad de modelado de fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje

matemático.

Competencias genéricas:

G1-Capacidad de análisis y síntesis.

G2-Capacidad de organización y planificación.

G3-Comunicación oral y/o escrita.

G4-Capacidad de gestión de la información.

G5-Resolución de problemas.

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G6-Razonamiento crítico.

G7-Aprendizaje autónomo.

Contenidos o bloques temáticos

Fenomenología nuclear. Interacción nuclear. Modelos nucleares básicos. Desintegraciones

nucleares. Radiación nuclear. Elementos del modelo estándar de las partículas elementales.

Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos

BLOQUE TEMÁTICO I: FÍSICA NUCLEAR

I.1 Introducción.

Escalas. Diagramas de Segré. Paisaje nuclear

I.2 Masas Nucleares.

Tablas de masas. Energias de enlace. Energía de apareamiento.

Energías liberadas en reacciones nucleares.

Formula Semiempírica de masas.

I.3 Estabilidad Nuclear.

Valle de estabilidad. Parábolas de isóbaros.

Decaimientos beta. Energía liberada.

Decaimiento alfa. Energía liberada. Probabilidad de decaimiento alfa.

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Líneas de evaporación de protones y neutrones.

Fisión nuclear espontánea.

I.4 Tamaño de los núcleos.

Radios nucleares a partir de la fórmula de masas.

Secciones eficaces: concepto. Sección eficaz de Rutherford. Sección eficaz de Mott.

Dispersión de electrones por núcleos.

Factor de forma.

Características de la distribución de carga nuclear.

Núcleos y nucleones.

Densidad de neutrones y protones en núcleos.

I.5 Modelo de capas.

Indicios experimentales.

Fundamentos teóricos del modelo.

Números mágicos. Término espín-órbita.

Predicciones del modelo de partículas independientes. Configuración nucleónica. Paridad. Momento

angular. Densidad.

Introducción a los efectos de la interacción residual.

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I.6 Decaimiento gamma.

Hamiltoniano de interacción con campos electromagnéticos.

Probabilidades de transición. Reglas de selección. Importancia relativa de las transiciones.

Probabilidades de transición reducidas. Unidades Weisskopf

Sistemática de las transiciones E2.

Cuando el desarrollo del curso lo permita se introducirán temas complementarios que versarán

sobre: ampliación de conceptos del modelo de capas, modos colectivos o interacción nuclear.

BLOQUE TEMÁTICO II: FÍSICA DE PARTÍCULAS ELEMENTALES

II.1 El paradigma de la física moderna.

Partículas: Electrón, protón, neutrón, neutrino.

Interacciones: Electromagnética, fuerte, débil.

Marco Teórico: Mecánica cuántica.

II.2 Decaimiento y colisiones de las partículas subatómicas.

Transiciones en mecánica cuántica. Densidad de estados.

Estimación de las probabilidades de emisión.

Teoría de Fermi de la interacción débil.

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Secciones eficaces

II.3 Propiedades de las partículas subatómicas.

Introducción.

Leptones.

Hadrones.

Conservación de números cuánticos.

Isospín.

II.4 Simetrías discretas

Inversión espacial.

Conjugación de carga.

Conservación y violación de las simetrías discretas.

II.5 Un paradigma de transición

Partículas: Hadrones y leptones.

Marco teórico: Teoría cuántica de campos.

Interacciones: Fuerte, electromagnética y débil.

II.6 Modelo de Quarks

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Degeneración, Simetrías y Grupos

Octetes, decupletes y singletes de hadrones: Modelo SU(3) de sabor.

Los quarks como representación fundamental de SU(3) de sabor.

Quarks pesados: Quark c. Quark b. Quark t.

Interacciones entre quarks: Interacción de color. Electromagnética. Débil.

Evidencias experimentales de los quarks.

II.7 -- El paradigma de la física actual: Modelo Estándar.

Partículas Elementales: Leptones. Quarks.

Marco teórico: Teorías gauge locales.

Interacciones: Cromodinámica cuántica.

Teoría Electrodébil.

Estos contenidos para este grupo, se imparten en el segundo cuatrimestre. Su horario puede

consultarse en la página web de la Facultad de

Física http://fisica.us.es/

Los profesores que imparten este grupo son: Mª Victoria Andrés Martín (bloque temático I) y

Juan Antonio Caballero Carretero (bloque temático II).

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El calendario de exámenes, tribunales ... serán los aprobados por Junta de Facultad y/o Consejo de

Departamento. Podrán modificarse en caso de necesidad siguiendo la normativa vigente.

Actividades formativas y horas lectivas

Actividad Créditos Horas

B Clases Teórico/ Prácticas 6 60

Sistemas y criterios de evaluación y calificación

De acuerdo con el "Reglamento General de Actividades Docentes de la Universidad de Sevilla"

(BOUS núm. 2, de 10 de febrero de 2009) existirá un método de evaluación por curso alternativo al

examen final. Éste podrá consistir en trabajos, controles u otras actividades propuestas por los

profesores. El peso de los diferentes bloques será fijado por los profesores de la asignatura en el

proyecto docente de la misma.

En los exámenes oficiales habrá cuestiones teórico-prácticas acerca de los contenidos impartidos

durante el curso, y se realizarán en las fechas oficiales aprobadas en Junta de Facultad.

Criterios de calificación del grupo

Tanto en la evaluación por curso como en la final, se tendrá en cuenta si el alumno comete errores

graves de tipo conceptual, de dimensiones o de unidades, lo que podrá anular la puntuación de la

pregunta

Evaluación por curso:

A) Consistirá en dos exámenes: un parcial de física nuclear y un parcial de física de partículas. La

nota propuesta será la media aritmética de ambas calificaciones siempre y cuando en ambos

exámenes se superen 4.0 puntos sobre 10; de lo contrario, el valor máximo de la nota será de 4.5.

B) Para esta evaluación por curso se tendrá en cuenta la realización de trabajos, controles de

seguimiento, problemas, etc. que sean propuestos por el profesor. La contribución de estos trabajos

podrá bonificar la nota de los exámenes parciales hasta un máximo de 1.5 puntos.

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C) En el examen final de la primera convocatoria, aquellos alumnos que hubiesen aprobado uno de

los dos bloques por evaluación por curso (calificación superior a 5) podrán realizar solo la parte que

no tuviesen aprobada. Para aprobar la asignatura será necesario obtener una nota igual o superior

a 4 y cuya media aritmética con la parte aprobada sea igual o superior a 5.

D) Los alumnos que hayan aprobado por curso y quieran intentar subir la nota de la asignatura,

pueden presentarse al examen final de la primera convocatoria bien de toda la asignatura, bien del

bloque temático con peor puntuación por curso.

Evaluación por examen final:

El examen final tendrá contenidos de Nuclear y de Partículas. La evaluación del examen tendrá en

cuenta que el alumno demuestre conocimientos suficientes en ambas partes. En el caso en que la

nota menor sea igual o superior a 3.5, la nota final vendrá dada por la media aritmética de ambas.

Será necesario alcanzar un 5 para aprobar. Si la nota menor fuese inferior a 3.5, la nota final se

determinará como la media geométrica de ambas partes siendo necesario de nuevo alcanzar el 5

para aprobar la asignatura.

PLAN DE CONTINGENCIA.-

En los párrafos que siguen se presentan las adaptaciones de la asignatura, tanto para el desarrollo

de la docencia como para el desarrollo de los procesos de evaluación, a dos posibles escenarios:

A.- escenario de menor actividad académica presencial como consecuencia de medidas sanitarias

de distanciamiento interpersonal que limiten el aforo permitido en las aulas, B.- escenario de

suspensión de la actividad presencial.

1.- Desarrollo de la docencia.

Escenario A.-

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En esta situación, la impartición de las clases se realizará de forma presencial, pero reduciendo el

aforo de las aulas al límite permitido por cuestiones sanitarias. Así pues, el seguimiento de las

clases sería presencial para una parte de los alumnos, mientras que para el resto se haría uso de

los medios telemáticos. Para ello, se baraja como posibilidad el uso de aulas con sistema de

cámaras que permitan retransmitir la clase en ?streaming?.

Escenario B.-

En este caso, la única posibilidad sería impartir las clases en su totalidad por vía telemática, usando

la aplicación Blackboard Collaborative Ultra (BCU), que forma parte de las herramientas disponibles

en la Plataforma de Enseñanza Virtual de la Universidad de Sevilla. Este método de docencia sería

también el aplicado en el escenario A, en el caso en que el uso de aulas con sistemas de

vídeo-conferencia resultase imposible por cuestiones generales de tipo organizativo: número de

alumnos, asignaturas, rotación, etc.

2.- Proceso de evaluación.

Escenario A.-

El procedimiento de evaluación, y criterios de calificación, se ajustarán a lo descrito en el párrafo

general que aparece al principio. En todo caso, los exámenes presenciales, tanto correspondientes

a la evaluación por curso como a la evaluación final, se realizarán de acuerdo con la normativa

general de sanidad, respetando las distancias de seguridad y aforos máximos de las aulas, y

siguiendo las directrices del Decanato de la Facultad y el Servicio de Prevención de la Universidad

de Sevilla (SEPRUS).

Escenario B.-

En este caso, los alumnos también dispondrán de dos vías de evaluación: (1) Evaluación por curso

y (2) Evaluación por exámenes finales. Ambas vías se componen de pruebas escritas y evaluación

oral, siendo necesario realizar todas las pruebas para aprobar la asignatura.

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Tanto en la evaluación por curso como en la final, se tendrá en cuenta si el alumno comete errores

graves de tipo conceptual, de dimensiones o de unidades, lo que podrá anular la puntuación de la

pregunta.

1) Evaluación por curso:

A) Se evaluarán cada bloque de la asignatura por separado: uno para física nuclear y otro para

física de partículas. Para cada bloque se realizará una prueba escrita online y una prueba

complementaria establecida a criterio del profesor, para garantizar la integridad académica. La

prueba escrita online definirá una nota de partida ?Ne?.

La prueba complementaria podrá ser un examen escrito online de preguntas cortas o una entrevista

oral; sus condiciones de aplicación serán comunicadas por el profesor con suficiente antelación. En

los casos aplicables, la nota propuesta para el bloque, ?Nb?, combinará la nota de la prueba

escrita, ?Ne?, con la de la prueba complementaria, ?Nc?, del modo siguiente: Nb = 0.5 F Ne + 0.5

(2-F) Nc, donde ?F? es un factor de fiabilidad de la prueba escrita online dado por

F=1-(Ne-Nc)^2/16, o bien F=0 si (Ne-Nc)^2 > 16. Si la prueba complementaria no es aplicable,

entonces Nb = Ne. El bloque de asignatura se considerará aprobado si Nb > 5.

La nota total por curso, ?N?, se establecerá mediante media aritmética usando la nota ?Nb? de

cada bloque. Para aprobar por curso la asignatura es necesario que la nota resultante tras la media

sea mayor que 5.0, pero si la nota de algún bloque es menor que 4.0, entonces la nota máxima a la

que se puede aspirar es 4.5.

B) Para esta evaluación por curso se tendrá en cuenta la realización de trabajos, controles de


podrá bonificar la nota N hasta un máximo de 1.5 puntos cuando N >= 5.

C) Los alumnos que hayan aprobado por curso y quieran intentar subir la nota de la asignatura,

pueden presentarse al examen final de la primera convocatoria, bien sea al examen completo o solo

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al bloque con peor nota ?Nb?. En tal caso se entiende que renuncian a la correspondiente nota de

evaluación por curso.

2) Evaluación por examen final:

A) El examen final constará de un examen escrito online y una prueba complementaria que se

establecerá en las mismas condiciones a la de evaluación por curso. Los alumnos podrán

conservar, para este examen final, la nota ?Nb? obtenida para alguno de los bloques, siempre que

dicha nota sea >= 5 y no se presente a subir nota de esa parte.

B) El examen final online escrito tendrá contenidos de Nuclear y de Partículas que se evaluarán

como bloques separados. La evaluación del examen tendrá en cuenta que el alumno demuestre

conocimientos suficientes en ambas partes. En el caso en que la nota menor sea igual o superior a

3.5, la nota de este examen escrito, ?Nf?, vendrá dada por la media aritmética de ambos bloques; si

la nota menor fuese inferior a 3.5, la nota Nf se determinará como la media geométrica de ambas

partes.

La prueba complementaria se realizará para alumnos según el criterio establecido por el profesor.

Cuando sea aplicable, la nota final propuesta, N, combinará la nota Nf con la de la prueba

complementaria, Nc, del modo siguiente: N = 0.5 F Nf + 0.5 (2-F) Nc, donde F es un factor de

fiabilidad de la prueba escrita online dado por F=1-(Nf-Nc)^2/16, o bien F=0 si (Nf-No)^2 > 16. Si no

es aplicable, entonces N = Nf.

C) Para la evaluación por examen final se tendrá en cuenta la realización de trabajos, controles de


podrá bonificar la nota N hasta un máximo de 1.5 puntos cuando N >= 5.

Los estudiantes son atendidos mediante correo electrónico. Además, se les ofrece la posibilidad de

solicitar tutorías colectivas haciendo uso de la aplicación BCU.

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Horarios del grupo del proyecto docente

https://fisica.us.es/docencia/titulaciones

Calendario de exámenes

https://fisica.us.es/docencia/titulaciones

Tribunales específicos de evaluación y apelación

Presidente: JOSE MIGUEL ARIAS CARRASCO

Vocal: CLARA EUGENIA ALONSO ALONSO

Secretario: JOSE MANUEL QUESADA MOLINA

Suplente 1: MANUEL LUIS LOZANO LEYVA

Suplente 2: MARIA ISABEL GALLARDO FUENTES

Suplente 3: CARLOS GUERRERO SANCHEZ

Bibliografía recomendada

BIBLIOGRAFÍA GENERAL:

Basic ideas and concepts in nuclear physics : an introductory approach

Autores: Heyde, Kris L. G.

Edición: 3rd ed.

Publicación: Bristol, [England] ; Philadelphia : Institute of Physics Pub., 2004

ISBN: 9780750309806

Physics of nuclei and particles, Vol I & II

Autores: Pierre Marmier, Eric Sheldon

Edición: 1982

Publicación: Academic Press, 1970

ISBN: 0-201-05976-2

Nuclear Physics, an introduction

Autores: Burcham, W:E:

Edición: 1982

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Publicación: Logman

ISBN: 0-201-05976-2

Structure of Nuclei

Autores: M. A. Preston, R.K. Bhaduri

Edición: 1982

Publicación: Reading, Mass. [etc.] : Addison-Wesley, 1982

ISBN: 0-201-05976-2

Nuclear physics : theory and experiment

Autores: Roy and Nigam

Edición: second ed.

Publicación: John Wiley, cop. 1967

ISBN: ISBN: 0-471-80553-X

Introductory Nuclear Physics

Autores: Krane, Kenneth S.


Publicación: John Wiley and Sons, 1988

ISBN: ISBN: 0-471-80553-X

Introductory nuclear physics

Autores: Samuel S. M. Wong


Publicación: J

ISBN: 9781781830604 (e-book)

An introduction to nuclear physics

Autores: W. N. Cottingham, D. A. Greenwood

Edición: 2013

Publicación: Cambridge University Press, 2001

ISBN: 9781781830604 (e-book)

Nuclear structure

Autores: William F. Hornyak

Edición: 2013

Publicación: Academic Press, cop. 1975

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ISBN: 9781781830604 (e-book)

Nuclear Physics: experimental and theoretical

Autores: Hans, H.S.

Edición: 2013

Publicación: Kent, [England] : New Academic Science Limited, 2013

ISBN: 9781781830604 (e-book)

From nucleons to nucleus : concepts of microscopic nuclear theory

Autores: Jouni Suhonen

Edición: 2007

Publicación: Berlin ; New York : Springer,

ISBN: 9783540488590

Núcleos y partículas: introducción a la física nuclear y subnuclear

Autores: Segrè, Emilio.

Edición: 2006

Publicación: Reverté, 1972

ISBN: 9783540488590

Introduction to Nuclear Physics

Autores: H.A. Enge

Edición: 2006

Publicación: Reading, Mass. [etc.] : Addison-Wesley, 1975

ISBN: 9783540488590


Autores: Ferrer Soria, Antonio

Edición: 2006

Publicación: Universitat de València, D.L. 2006

ISBN: 9783540488590

Physique subatomique : noyaux et particules

Autores: Valentin. Luc

Edición: 1975

Publicación: Paris : Hermann, 1975

ISBN: 9783540488590

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Nuclear and Particle Physics

Autores: B.R. Martin

Edición: 2006

Publicación: John Wiley \& Sons, Ltd.

ISBN: 9783540488590

Introduction to Elementary Particles

Autores: David Griffiths

Edición: 2008

Publicación: Wiley-Vch

ISBN: 9783540488590

Subatomic Physics

Autores: Ernest M. Henley y Alejandro García

Edición: 2007

Publicación: World Scientific

ISBN: 9783540488590

Particles and Nuclei. An introduction to the physical concepts

Autores: Povh, Rith, Scholz, Zetsche

Edición: 1995

Publicación: Springer

ISBN: 9783540488590

The ideas of Particle Physics. An introduction for scientists

Autores: G.D. Coughlan, J.E. Dodd, B.M. Gripaios

Edición: 2006

Publicación: Cambridge University Press

ISBN: 9783540488590

Introduction to high energy physics

Autores: D.H. Perkins

Edición: 2000

Publicación: Cambridge University Press

ISBN: 9783540488590

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Introduction to Nuclear and Particle Physics

Autores: A. Das, T. Ferbel

Edición: 1994

Publicación: John Wiley \& Sons, Inc.,

ISBN: 9783540488590

BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA:

From nucleons to nucleus : concepts of microscopic nuclear theory

Autores: Suhonen, Jouni

Edición: 2007

Publicación: Springer

ISBN: 9783540488590

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