Obiettivi formativi
Lo scopo del corso è quello di mettere in grado lo/la studente/ssa di:
- conoscere le proprietà fondamentali della materia alla scala nucleare e subnucleare;
- conoscere le principali metodologie sperimentali utilizzate nella fisica nucleare e subnucleare;
- conoscere i principali esperimenti del passato e comprenderne l'importanza per il progresso delle conoscenze;
- saper calcolare sezioni d'urto e probabilità di decadimento di processi semplici;
- saper applicare i concetti di simmetria e le leggi di conservazione a problemi di fisica nucleare e subnucleare.
Prerequisiti
Conoscenza di base di fisica classica, meccanica quantistica e relatività speciale.
Contenuti dell'insegnamento
Fisica dei Nuclei e delle Particelle Elementari
Programma esteso
Introduzione: costituenti fondamentali della materia, interazioni fondamentali, simmetrie e leggi di conservazione, unità di misura;
Prima parte: fisica nucleare
- Proprietà generali dei nuclei;
- Stabilità nucleare;
- Scattering nucleare;
- Proprietà geometriche dei nuclei;
- Forza nucleare: scattering nucleone-nucleone, il Deutone;
- Struttura nucleare: modello a gas di Fermi, Modello a shell, decadimento beta;
- Termodinamica nucleare: nucleosintesi primordiale e nucleosintesi stellare;
Seconda parte: fisica delle particelle elementari;
- Nucleoni, leptoni e mesoni;
- Cenni all'equazione di Dirac e all'antimateria;
- Simmetrie: generalità, C, P e T, numeri leptonico e barionico, isospin;
- richiami di cinematica relativistica;
- cenni alla teoria dei gruppi di Lie;
- Adroni e risonanze;
- Modello a Quark;
-L'elettrodinamica quantistica;
- Scattering profondamente inelastico;
- Struttura del nucleone: dal modello a partoni alla QCD;
- Interazioni deboli;
- Neutrini: mescolamenti, oscillazioni e masse.
Bibliografia
Appunti del docente;
B.R. Martin, "Nuclear and Particle Physics - an introduction". Wiley, 2009;
A. Bettini, "Introduction to Elementary Particle Physics", Cambridge U.P. 2014;
B. Povh et al, "Particles and Nuclei", Springer, 1995
Metodi didattici
Lezioni.
Discussioni in aula, condotte dagli studenti, delle esercitazioni assegnate a casa.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione sommativa degli apprendimenti prevede due momenti:
1) una prova scritta, che consisterà in due parti: un test a risposte chiuse e due esercizi.
2) un colloquio orale, consistente in una discussione degli argomenti del corso.
La prova scritta può essere sostituita da due prove in itinere, che verranno tenute durante il corso, se superate entrambe con esito positivo.
Tutte le prove verranno valutate su scala 0-30, e la votazione finale sarà data dalla media dei voti di ciascuna prova.
Altre informazioni
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