Teorie di gauge e parametrizzazioni spinoriali per processi relativistici

In questa tesi sono presentate le teorie di gauge, in particolare la QED e la QCD, ed approfondite le parametrizzazioni spinoriali per processi relativistici. Si introducono i concetti principali relativi alla descrizione della dinamica nella teoria dei campi, più precisamente la dinamica lagrangiana con i suoi teoremi. Fondamentale `e il teorema di Noether, il quale stabilisce il legame tra le simmetrie del sistema e le quantità conservate. Viene presentata la teoria dei gruppi, nello specifico quello di Lie, come un linguaggio matematico capace di descrivere le simmetrie. Successivamente, vengono sviluppate le teorie di gauge, utili per la descrizione delle interazioni fondamentali. Si conduce un’analisi delle equazioni di campo relativistiche, le quali descrivono il comportamento di particelle e campi. In particolare sono approfondite l’equazione di Klein-Gordon e quella di Dirac. Si studia, inoltre, come l’elettromagnetismo, e dunque le equazioni di Maxwell, possa essere interpretato, a partire dal concetto di simmetria, come una teoria di gauge abeliana grazie all’introduzione della derivata covariante, postulando cos`ı l’ Elettrodinamica Quantistica (QED). Analogamente viene introdotta la Cromodinamica Quantistica (QCD). In conclusione `e approfondito il formalismo spinoriale, utile per descrivere la cinematica e lo spin nelle collisioni tra particelle subatomiche. Questi concetti teorici verranno poi utilizzati per descrivere la cinematica e la polarizzazione di processi 2 → 3 per particelle prive di massa, trovando una nuova parametrizzazione per processi a 5 particelle con massa nulla.