- Oggetto:
- Oggetto:
Interazioni fondamentali dei raggi cosmici
- Oggetto:
Anno accademico 2010/2011
- Codice dell'attività didattica
- MFN0796
- Docente
- Prof. Oscar Saavedra (Titolare del corso)
- Corso di studi
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Raggi Cosmici
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- C=Affine o integrativo
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/05 - astronomia e astrofisica
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Gli obiettivi del corso di Interazioni fondamentali dei raggi cosmici sono di far conoscere agli studenti i fondamenti per lo studio, per quanto possibile completo, delle interazioni dei raggi cosmici con i nuclei che compongono latmosfera. Inoltre si propone di completare fornendo una panoramica degli esperimenti per lo studio dei raggi cosmici nelle sue varie componenti con esperimenti sui palloni, satelliti, a terra e sottoterra, operanti attualmente nel mondo.- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
La conoscenza delle varie tecniche di rivelazione dei raggi cosmici sulla base dei vari tipi d'interazioni dei raggi cosmici con la materia.- Oggetto:
Programma
Interazioni di particelle d’alta energia con la materia. I - Perdita per ionizzazione. Trattazione non relativistica e relativistica. Interazioni di particelle d’alta energia con la materia. Elettroni: perdita per ionizzazione e bremsstrahlung. Energia critica.
Interazioni dei fotoni d’alta energia: assorbimento fotoelettrico, diffusione Compton e alla Thompson.Diffusione di Compton inverso. Produzione di coppie elettroni-posittroni
Cascate puramente elettromagnetiche. Radiazione Cerenkov e raggi Gamma di ultra alta energia. Meccanismi di annichilazione di elettroni-positrone. Sviluppo longitudinale e laterale delle cascate elettromagnetiche. L’età dello sciame.
Interazioni nucleari d’alta energia. Dati basici dell’atmosfera. Protoni di altissima energia. Cascate nucleari. I raggi cosmici nell’atmosfera. Misure dirette e indirette.
Definizioni basiche per la rivelazione dei raggi cosmici. I rivelatori di particelle: emulsioni nucleari, rivelatori plastici, rivelatori a gas: contatori proporzionali, Geiger e a scintille. Rivelatori allo stato solido. Rivelatori solidi e liquidi a scintillazione. Rivelatori a Luce di Cherenkov e le sue caratteristiche. Apparati sciami.
Telescopi gamma per energie E> di 30 MeV. Telescopi gamma ad alta energia. Rivelatori di luce di fluorescenza in aria e telescopi neutrinici.
Fenomenologia delle interazioni forti. Fisica delle particelle elementari. Adroni, leptoni, mesoni e barioni. Cenni sui processi basici d’interazioni. Relazioni cinematiche e diffusione Colombiana. Diffusione multipla. Legge di Scaling.
Equazione delle cascate: equazione di trasporto per i nucleoni. Approssimazione A. Condizioni al contorno. Flusso di neutroni e protoni. Rapporto di carica dei pioni. Flusso di mesoni. Flusso di adroni e fotoni. Distribuzione zenitale. Anisotropia dei raggi cosmici.Dati degli acceleratori. Sezioni d’urto nucleare, molteplicità, inelasticità, e momento traverso. Spettro dei momenti.
Muoni nell’atmosfera. Relazione con lo spettro primario. Passaggio dei muoni attraverso la materia. Muoni sottoterra. Relazione intensità-profondità. Spettro d’energia dei muoni. Muoni prompt, produzione diretta. Interazioni elettromagnetiche dei muoni. Neutrini da decadimenti di pioni e kaoni.. Flussi di neutrini da decadimenti dei muoni.Neutrini atmosferici. Rapporti di neutrini e oscillazioni. Muoni indotti da neutrini atmosferici. Astrofisica dei neutrini.
Sciami giganti. Rivelatori e osservazioni. Il taglio GZK.The primary spectrum at the top of the atmosphere. Composition and interaction with the atmosphere. Energy loss of the cosmic rays. Very high energy interaction of cosmic rays.
Study of the secondary cosmic rays components. EAS: electromagnetic, nucleonic, muonic and neutrino components. Cerenkov detectors for gammas and underground detectors for neutrinos. In another hand, the study of high energy cosmic rays interactions in balloons, satellites, at ground level, mountain level and in underground laboratories will be given.Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- High Energy Astrophysics S. Longair, Cambridge, Uni. Press.
Cosmic ray and Particle Physics T. Gaisser Cambridge, Uni. Press.
High energy Cosmic Ray T. Stanev Springer, Praxis, 2004.
Appunti del professore. - Oggetto:
Note
Nessuna propedeuticità obbligatoria.
Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
Modalità di esame: orale.- Oggetto:
