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FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2

CODICE 61847
ANNO ACCADEMICO 2019/2020
CFU 8 cfu al 1° anno di 9012 FISICA (LM-17) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/04
LINGUA Italiano
SEDE GENOVA (FISICA)
PERIODO 1° Semestre
PROPEDEUTICITA
Propedeuticità in uscita
Questo insegnamento è propedeutico per gli insegnamenti:
  • FISICA 9012 (coorte 2019/2020)
  • TEORIA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI 62422
  • FISICA NUCLEARE APPLICATA 61871
  • FISICA DELLE ASTROPARTICELLE 61873
  • LABORATORIO DI FISICA DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI E ASTROFISICA 61868
  • FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 61872
  • FONDAMENTI DI ASTROFISICA E COSMOLOGIA 61874
  • ELETTRONICA APPLICATA 68873
  • SISTEMI MESOSCOPICI E NANODISPOSITIVI 66800
  • NANOSTRUTTURE 62744
  • MATERIALI E DISPOSITIVI PER L'ELETTRONICA 62421
  • LABORATORIO DI FISICA DELLA MATERIA (6 CFU) 61862
  • FISICA DELLO STATO SOLIDO 61861
  • FISICA DELL'OCEANO 68875
  • TEORIA DEI GRUPPI 63662
  • LABORATORIO DI TERMODINAMICA AVANZATA 62424
  • FISICA STATISTICA 61867
  • TEORIA DEI CAMPI 61876
  • RELATIVITA' GENERALE 61875
  • LABORATORIO DI BIOFISICA 62739
  • FISICA DELLA MATERIA SOFFICE 61863
MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

PRESENTAZIONE

Il corso e' un'introduzione alla fisica nucleare e alla fisica della particelle, con cenni di astrofisica nucleare.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si prefigge di fornire un’introduzione alla fenomenologia e alla modellistica della fisica nucleare e delle particelle.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La struttura del nucleo. Isospin. Scoperta del muone e dei mesoni leggeri. Interazioni forti e doboli. Richiami di scattering non-relativistico. Scattering Rutherford. Scattering relativistico e necessita' di teorie di campo quantistiche. Brevi cenni alla teoria dei campi.  La matrice S. Simmetrie di Lorentz. Scalari e fermioni liberi. Equazione di Dirac. Necessita' dell'antimatria. Scoperta del positrone. Simmetrie unitarie. Simmetrie discrete.  Cenni di QED e i diagrammi di Feynmann.  Scattering Bhabha. Rivelazione di particelle. Principali osservabili e tecniche di misure. Cenno agli acceleratori. Reattori nucleari e neutrini. Sorgenti naturali di particelle. Raggi cosmici. Proprieta' fisiche dei pioni e kaoni. La classificazione degli adroni. L'idea di quark. Il modello a quark non relativistico e sue limitazioni. Le interazioni deboli e la teoria di Fermi. Violazione di P, e CP nelle interazioni deboli. Decadimenti deboli degli adroni. Diffusione elettrone protone. Fattori di forma. Deep inelastic scattering. Bjorken scaling e i partoni. Il meccanismo GIM e il charm. Scoperta del charm. Scoperta delle correnti deboli neutre. Scoperta del tau e del b. Struttura a famiglie delle particelle. Matrice CKM. Oscillazione di neutrino e matrice PMSN. Struttura fenomenologica del modello standard. 

MODALITA' DIDATTICHE

Modalità di erogazione dell'insegnamento: tradizionale.

Frequenza obbligatoria.

 

PROGRAMMA/CONTENUTO

La struttura del nucleo. Isospin. Scoperta del muone e dei mesoni leggeri. Interazioni forti e doboli. Richiami di scattering non-relativistico. Scattering Rutherford. Scattering relativistico e necessita' di teorie di campo quantistiche. Brevi cenni alla teoria dei campi.  La matrice S. Simmetrie di Lorentz. Scalari e fermioni liberi. Equazione di Dirac. Necessita' dell'antimatria. Scoperta del positrone. Simmetrie unitarie. Simmetrie discrete.  Cenni di QED e i diagrammi di Feynmann.  Scattering Bhabha. Rivelazione di particelle. Principali osservabili e tecniche di misure. Cenno agli acceleratori. Reattori nucleari e neutrini. Sorgenti naturali di particelle. Raggi cosmici. Proprieta' fisiche dei pioni e kaoni. La classificazione degli adroni. L'idea di quark. Il modello a quark non relativistico e sue limitazioni. Le interazioni deboli e la teoria di Fermi. Violazione di P, e CP nelle interazioni deboli. Decadimenti deboli degli adroni. Diffusione elettrone protone. Fattori di forma. Deep inelastic scattering. Bjorken scaling e i partoni. Il meccanismo GIM e il charm. Scoperta del charm. Scoperta delle correnti deboli neutre. Scoperta del tau e del b. Struttura a famiglie delle particelle. Matrice CKM. Oscillazione di neutrino e matrice PMSN. Struttura fenomenologica del modello standard. Cenni alla fisica delle astroparticelle come ausilio all'astrofisica. 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Halzen - Martin      Quarks and Leptons

Note del docente

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO PALLAVICINI (Presidente)

SIMONE MARZANI

ALESSANDRO PETROLINI

PAOLO PRATI

MAURO GINO TAIUTI

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

Modalità di erogazione dell'insegnamento: tradizionale.

Frequenza obbligatoria.

 

INIZIO LEZIONI

inizio ottobre 2018

contattare il docente (marco.pallavicini@unige.it) per la data esatta

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Metodo di valutazione: la prova scritta è in genere organizzata su più domande/ problemi sul programma di esame con un difficoltà graduate che permetta al docente di effettuare un accertamento del grado di raggiungimento degli obiettivi formativi. L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile e da un altro esperto della materia (di solito un docente di ruolo) ed ha una durata che varia tra circa 30 e circa 40 minuti. Si basa sulla esposizione e successiva discussione di una pubblicazione scientifica relativa ad una misura fondamentale presentata durante il corso. Lo studente ha generalmente una settimana di tempo per preparare l'esposizione. Il lavoro è scelto per estrazione da un insieme di lavori che presentano una difficoltà accessibile con la preparazione degli studenti. L'esame consente alla commissione di giudicare, oltre che la preparazione, il grado di raggiungimento degli obiettivi di comunicazione, autonomia ecc.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
24/01/2020 09:00 GENOVA Scritto
18/02/2020 09:00 GENOVA Scritto
18/06/2020 09:00 GENOVA Scritto
20/07/2020 09:00 GENOVA Scritto
16/09/2020 09:00 GENOVA Scritto