Fisica Nucleare e Subnucleare (2018/19)

Orario Lezioni

Il corso dell'anno accademico 2018/19 inizia il giorno mercoledi` 27 Febbraio 2019

  • Mercoledi` 10-12, Aula 3 , Nuovo Edificio di Fisica
  • Venerdi` 12-14, Aula 3 , Nuovo Edificio di Fisica
  • Dal 28/2 al 28/3 (inclusi): Giovedi` 12-14, Aula 3 , Nuovo Edificio di Fisica

Rilevazione Opinioni Studenti 2018-2019 (OPIS)

Gli studenti sono caldamente invitati a valutare il corso riempendo le schede di valutazione (OPIS) usando uno dei seguenti codici

E` disponibile una guida per l'accesso al servizio e il riempimento dei moduli.

Lezioni

  • Lec 01, 27/2: Introduzione. Composizione dell'universo. Materia oscura ed Energia oscura. Materia ordinaria e nascita di Fisica Nucleare.
  • Lec 02, 28/2: Modello Standard. Interazioni fondamentali. Unita` di misura nelle interazioni fondamentali.
  • Lec 03, 1/3: Esperimento di Michelson-Morley. Trasformazioni di Lorentz. Dilatazione temporale e contrazione delle lunghezze. Decadimento del muone. Vita media delle particelle instabili. (Dispense relativita`)
  • Lec 04, 6/3: Vita media propria. Esperimenti di Thompson e Millikan. La scoperta dell'elettrone. Trasformazione delle velocita`. Quadrivelocita` e Quadrimpulso. Massa a riposo. Relazione tra energia e massa. (dispense Cap 2 e Cap 5.8. Dispense relativita`)
  • Lec 05, 7/3: Quadrimpulso. beta e gamma per particelle relativistiche. Esercizi di cinematica. (dispense relativita`) (esercizi, soluzione)
  • Lec 06, 8/3: Esperimenti di diffusione. Sezione d'urto e luminosita`. Sistemi di riferimento. Massa invariante. (dispense Cap 3, dispense relativita`)
  • Lec 07, 13/3: Decadimenti radioattivi: raggi alfa, beta, gamma. Diffusione di Rutherford e calcolo di sezione d'urto classica. Scoperta del protone e del neutrone. (dispense Cap 3,Cap 1)
  • Lec 08, 14/3: Urti elastici: energia trasferita, scattering Compton. Urti anelastici. Energia di Soglia di reazione: produzione di anti-protone. Urto di raggi cosmici e radiazione di fondo cosmico (effetto GZK). Decadimento in due corpi. (dispense relativita`)
  • Lec 09, 15/3: Decadimento in due corpi. Momento trasverso. Trasformazioni angolari relativisitiche. Decadimento del bosone di Higgs e del pione neutro. Massa invariante e la risoluzione sperimentale. (dispense relativita`) (esercizi)
  • Lec 10, 20/3: Esercizi di cinematica e sezione d'urto. Trasformazioni relativistiche degli angoli.
  • Lec 11, 21/3: Esercizi e prove di esonero. (dispense Cap 4)
  • Lec 12, 22/3: Passaggio di particelle nella materia. (dispense Cap 4) Perdita di energia per ionizzazione. Formula di Bohr e Bethe-Bloch (dispense Cap 4, Ferbel Cap 6)
  • Lec 13, 27/3: Percorso residuo: range. La diffusione coulombiana multipla. Perdita di energia per gli elettroni. Bremsstrahlung. Energia critica. Lunghezza di radiazione. (dispense Cap 4, Ferbel Cap 6) (Interazione con la materia nel PDG)
  • Lec 14, 28/3: La diffusione coulombiana multipla. Relazione tra lunghezza di radiazione e sezione d'urto. Interazione di fotoni con la materia: effetto fotoelettrico, effetto compton, produzione di coppia. Interazione di positroni. Sciami elettromagnetici. Effetto Cherenkov. (dispense Cap 4, Ferbel Cap 6)
  • Lec 15, 29/3: Identificazione di particelle con luce Cherenkov. Interazione di neutroni. Sciami adronici e lunghezza d'interazione. Calorimetri omogenei ed a campionamento: risoluzione energetica. Scintillatori e fotomoltiplicatori. Spettrometri magnetici e misura dell'impulso. (dispense Cap 4, Ferbel Cap 6, Cap7) (esercizio sulla massa invariante e la risoluzione sperimentale)
  • Lec 16,3/4: Risoluzione d'impulso per le particelle cariche. Tracciatori e tecniche di rivelazione. Rivelatori a ionizzazione. Spettro e composizione di raggi cosmici. Scoperta del positrone. (dispense Cap 4 e Cap 6, Ferbel Cap 7) (raggi cosmici sul PDG)
  • Lec 17,5/4: Interazioni tra campi di materia e campi di forza. La seconda regola d'oro di Fermi. Calcolo dell'elemento di matrice al II ordine. Diffusione tramite il mediatore di forza. Diagrammi di Feynman e ordinamento temporale. Propagatore del mediatore di forza. (dispense Cap 5)
  • Lec 18,10/4: esercizi.
  • Lec 19,12/4: Calcolo sezione d'urto Rutherford con la regola d'oro di Fermi. Propagatore del fotone. Regole dei diagrammi di Feynman. (dispense Cap 5, Perkins Cap 2)
  • Lec 20,17/4: esercizi (pdf). Esercizi di bonus per l'esonero (pdf, soluzioni, voti).
  • Esercitazione extra, 29/4 ore 10-12, Aula 3 (al posto di Struttura della Materia): esercizi per l'esonero.
  • Esonero, 3/5 ore 16:00-18:00 in Aula Amaldi (pdf con le soluzioni)
  • Correzione Esonero, 7/5 ore 13:30-14:00 in Aula Amaldi
  • Lec 21, 8/5: Interazioni forti e potenziale di Yukawa. Interazioni con mediatore massivo. Interazione debole. Larghezza di decadimento e vita media. (dispense Cap 5, Perkins Cap 2)
  • Lec 22,10/5 (12:00-13:00): Larghezza di decadimento e branching fraction. Larghezza di decadimento in 2 corpi. Decadimenti del pione. Distribuzione di Breit-Wigner per le particelle instabili. (dispense Cap 5, Perkins Cap 2)
  • 10/5 ore 13:15-14:00 in Aula Amaldi: Presentazione attivta` di fisica delle particelle nel dipartimento
  • Lec 23, 15/5: Esercizi secondo esonero
  • Lec 24, 17/5: Interazione debole. Decadimento Beta: calcolo larghezza decadimento. Teoria di Fermi. La scoperta del neutrino. Massa del neutrino e grafico di Kurie. Costante di Fermi e la massa del bosone W. Scoperta del W. (dispense Cap 6, Cap5. Perkins Cap 7)
  • Lec 25, 22/5: Numeri quantici e leggi di conservazione: numero leptonico, barionico e la stranezza. Adroni: mesoni e barioni. (dispense Cap 6). Esercizi secondo esonero.
  • Lec 26, 24/5: Esercizi secondo esonero. (pdf)
  • Lec 27, 29/5: Simmetrie, invarianze, e leggi di conservazione. Parita`. Isospin. (dispense Cap 7, Perkins Cap 3) (scelta lezioni di recupero entro sabato 1 giugno)
  • Lec 28, 31/5: Ipercarica e numeri quantici di sapore. Classificazione di mesoni e barioni. formula di Gell-Mann-Nishijima. Isospin e sezioni d'urto pione-nucleone. (dispense Cap 7, Perkins Cap 3) (pdf secondo bonus) (Multipletti di mesoni e barioni)(mesoni e barioni)
  • Esercitazione extra, Lunedi` 3/6 ore 14-16 in Aula 3: esercitazione extra per il secondo esonero.
  • Lec 29, 5/6: Risonanze adroniche: sezione d'urto di produzione e la formula di Breit-Wigner. Violazione di parita` e l'eseprimento di Wu. Proprieta` dei nuclei: carica, massa, e raggio. (dispense Cap 7, Cap 8. Bertulani Cap 4.1 )
  • Lec 30, 7/6 12-13: Elicita` del neutrino e l'esperimento di Goldhaber. (Goldhaber Cap 6, Perkins Cap 7)
  • Esonero, venerdi` 7/6 ore 15:30-17:30 in Aula Amaldi. La prova avra` inizio alle ore 15:30. (risultati)
  • Lec 31, 12/6: Energia di legame. Modelli nucleari: modello a goccia e modello a gas di Fermi. Calcolo energia cinetica dei nucleoni. Stima correzioni di energia di legame. Formula di Bethe-Weizsäcker. Valle di stabilita`. (Bertulani Cap 4.2, 5.1-5.3, dispense Cap 8) (valle di stabilita`, credits: National Nuclear Data Center) (energia di legame media per nucleone, from https://doi.org/10.1051/epjconf/201818900015)
  • Lec 32, 13/6, 12-14, Aula 3: Decadimento alfa: modello di Gamow. Spettro alfa e la dipendenza della vita media dall'energia. Legge di Geiger-Nuttal. Reazioni nucleari: Fissione spontanea e indotta, e fusione. Fusione nelle stelle e nucleosintesi. (Bertulani Cap 6, Cap 7.1-7.2, Cap 11(cenni), Cap 12.5-12.6) (Tavola periodica interattiva) (Articoli da asimmetrie.it: tavola periodica, elementi leggeri, elementi pesanti, reazioni nucleari nel sole, nascita delle stelle )