FNSNI lessons - Didattica - La Sapienza - Roma

Corso di Fisica Nucleare e Subnucleare I
Prof. Simonetta Gentile



Programma del corso e Bibliografia

Calendario e regole delle prove d'esame



Diario delle lezioni

Lecture 1a: slides.
  1. Introduction to the particle phyisics.
    • Production of elementary particles.
    • Detection of elementary particles.
  2. Units.
Lecture 1b: slides.
  1. Nuclear Physics: discoveries.
  2. Electron:
    • the discovery of electron (J.J.Thomson,1897)
    • the electron charge (Millikan).
Lecture 2a: slides.
  1. Rutherford scattering experiment.
Lecture 2b: slides.
  1. Cross section.
  2. Scattering process: elastic, inelastic.
  3. Absorption coefficient, attenuation lenght and free mean path.
  4. Luminosity. Luminosity in colliding beam. Integrated luminosity. Example: LHC.
  5. Differential cross section.
Lecture 3a: slides.
  1. Rutherford Scattering.
  2. Impact parameter and scattering angle.
  3. The cross section in the Rutherford Scattering.
Lecture 3b: slides.
  1. The building blocks of nucleus.
  2. The building blocks of the nucleus: The proton.
  3. The building blocks of the nucleus: The neutron.
Lecture 4a: slides.
  1. Energy deposition in media.
  2. Energy loss by ionization.
  3. Energy loss for electrons and positrons.
  4. Energy loss through bremmstrahlung.
  5. Multiple scattering.
  6. Cherenkov effect.
Lecture 4b: slides.
  1. Interactions of photons with matter.
  2. Photoelectric effect.
  3. Compton scattering.
  4. Pair production.
  5. Electromagnetic shower.
Lecture 5a: slides.
  1. Interactions of hadrons with matter.
Lecture 5b: slides.
  1. Ionization detectors.
    • Operational regions of ionization detectors: recombination, proportional, Geiger-Müller region.
  2. Scintillation detectors.
  3. Cherenkov detectors.
  4. Calorimeters.
  5. Semiconductors detectors.
  6. Magnetic spectrometer.
Lecture 6a: slides: 1st part, 2nd part.
  1. Cosmic Rays.
  2. Positron.
  3. The muon and pion.
  4. Strangeness.
  5. Antiproton.
  6. Neutrinos.
  7. Weak interaction.
  8. τ lepton.
  9. ντ lepton.
Lecture 6b: slides.
  1. Accelerators.
  2. Cyclotron.
  3. Synchrocyclotron.
  4. Synchrotron.
  5. Fixed target accelerator and Colliders.
Lecture 7a: slides.
  1. Elementary particle.
  2. Quantum numbers.
    • Baryon number.
    • Lepton number.
    • Strangeness.
    • Isospin.
    • Gell-Mann-Nishijima relation.
    • Violation of quantum numbers.
  3. Standard Model.
  4. Introduction to Standard Model of elementary particles.
    • Quarks and Leptons.
Lecture 8a: slides.
  1. Symmetries and invariances
  2. Discrete Symmetries
    • Parity
    • Charge Conjugation
    • Time Reversal
  3. Parity Violation
  4. CP, CPT and CP Violation
    • CPT theorem
Lecture Nuclear Physics I: slides.
  1. Proprietà dei nuclei.
  2. Misura di Z.
  3. Struttura e dimensione dei nuclei.
  4. Masse dei nuclei.
  5. Energia di legame.
  6. I contributi all'energia di legame:
    • il Termine di Volume;
    • il Termine di Superficie;
    • il Termine Coulombiano;
    • il Termine di Asimmetria;
    • il Termine di Accoppiamento;
  7. Formula semiempirica delle masse nucleari.
  8. La valle di stabilità dei nuclei.
  9. Decadimento β-, decadimento β+ e cattura elettronica.
  10. Decadimento α.
  11. Abbondanza dei Nuclidi.
Lecture Nuclear Physics II: slides.
  1. Energia Nucleare.
  2. Fissione Nucleare.
  3. Energia critica.
  4. Isotopi Fissili e Fissionabili.
  5. Prodotti della fissione (caso 235U).
  6. Emissione istantanea: neutroni pronti.
  7. Emissione ritardata.
  8. Energia rilasciata nella fissione.
  9. Distribuzione dell'energia di fissione.
  10. Energia da fissione nucleare.
  11. Reazione a catena.
    • Massa Critica.
  12. Il primo reattore nucleare: due miliardi di anni fa.
  13. Controllo della reazione a catena.
  14. Moderatore dei neutroni.
  15. Reattore a fissione: schema di principio.
  16. Principali componenti di un reattore nucleare.
  17. Il primo reattore artificiale a fissione nucleare al mondo Chicago Pile 1 (CP1).
  18. Scorie nucleari.
  19. Fusione nucleare.
  20. Fusione vs Fissione.
  21. Fusione Nucleare: Barriera Coulombiana.
  22. Fusione nucleare.
  23. Energia solare.





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