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