PRESENTAZIONE

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

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si prefigge di fornire un’introduzione alla fenomenologia e alla modellistica della fisica nucleare e delle particelle.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si propone di fornire le basi della fisica delle particelle con cenni alla formulazione relativistica della teoria in termini di teorie di campo.

Alla fine del corso lo studente disporrà degli strumenti di base per approfondire lo studio del Modello Standard nella sua formulazione più completa.

Il corso si svolge in parallelo al corso di Fisica Teorica, i cui contenuti sono in larga misura sovrapposti e necessari allo svolgimento del corso stesso e alla comprensione di molte sue parti.

Alla fine del corso lo studente / studentessa sarà in grado di risolvere semplici problemi elementari di cinematica relativistica tra particelle elementari, conoscerà le proprieta di base dei processi mediati da interazioni relativistiche elettromagnetiche, forti e deboli e conoscerà la fenomenologia di base delle particelle elementari.

PREREQUISITI

Meccanica Quantistica non relativistica

Relatività ristretta

Teoria dello scattering non relativistico

Fondamenti di fisica nucleare 

MODALITA' DIDATTICHE

Modalità di erogazione dell'insegnamento: tradizionale.

Frequenza obbligatoria.

PROGRAMMA/CONTENUTO

La struttura del nucleo e 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. Simmetrie di Lorentz. Scalari e fermioni liberi. Equazione di Dirac. Necessita' dell'antimatria. Scoperta del positrone. Simmetrie unitarie. Simmetrie discrete.  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

Mark Thomson - Modern Particle Physics

Halzen - Martin  -   Quarks and Leptons

Note del docente

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARCO PALLAVICINI (Presidente)

ALESSANDRO PETROLINI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

fine settembre - inizio ottobre 2021

consultare il calendario ufficiale o contattare il docente (marco.pallavicini@unige.it) per la data esatta

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Modalità d'esame: prova scritta e prova orale.

La prova scritta consiste in 4 o 5  problemi da svolgersi in tre ore. I problemi sono simili o analoghi a quelli illustrati nelle lezioni di esercizi. È consentito l'uso del PDG durante le prove.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

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