- Oggetto:
- Oggetto:
Introduzione alla fisica nucleare e subnucleare
- Oggetto:
Anno accademico 2008/2009
- Codice dell'attività didattica
- F8037
- Docente
- Prof. Marco Costa (Titolare del corso)
- Corso di studi
- c303 laurea 1° liv. in fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo didattico
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Conoscenza delle metodologie principali utilizzate per lo studio della struttura dei nuclei e delle particelle. Capacita' di effettuare un calcolo completo di sezione d'urto per alcuni processi notevoli e di procedere ad un confronto quantitativo con le rispettive misure sperimentali. Comprensione delle forze che legano sistemi elementari in strutture piu' complesse, nell'ambito del Modello Standard.Conoscenza di alcune delle principali applicazioni della fisica nucleare e subnucleare.- Oggetto:
Programma
Prospettiva storica; lessico, grandezze e unità di misura; i costituenti della materia e loro interazioni; sezione d'urto per diffusione Coulombiana; simmetrie, continue e discrete e leggi di conservazione; principali classi di esperimenti e degli strumenti utilizzati; fenomeni fisici sfruttati per la rivelazione delle particelle; probabilità di transizione nell'unità di tempo.
Proprietà generali dei nuclei (costituenti "classici" dei nuclei e loro scoperta, masse nucleari ed energia di legame. Parametrizzazione. Dimensioni e geometria dei nuclei; diffuzione elastica elettrone-nucleo; distribuzione di carica e materia nei nuclei; fattore di forma Ia appros. di Born; diffusione inelastica e-nucleo; diffusione quasi-elastica e-nucleo. Momento di Fermi)
Stabilità e instabilità nucleare (la forza nucleare, proprietà generali; potenziale fenomenologico; forze di scambio, evidenza sperimentale; l'ipotesi di Yukawa e cenno alla teoria mesonica delle forze nucleari; decadimento nucleare e sue leggi; decadimento beta, fenomenologia e sintesi della teoria di Fermi; decadimenti alfa ed elettromagnetici; fissione nucleare).
Struttura dei neucloni (Diffusione elastica e-N; fattori di forma elettrici e magnetici; stati eccitati dei nucleoni; esperimenti sulla diffusione profondamente anelastica di leptoni; funzioni di struttura e cenni al modello a partoni; struttura a quark dei nucleoni; quark di valenza e del "mare". Carica, spin e distribuzioni di momento; quark costituenti. Gluoni).
Produzione di particelle in collisioni e+/e- (Fasci di particelle in collisione; annichilazione in coppie di leptoni o quark, adronizzazione; il rapporto R e il "colore"; risonanze nell'annichilazione e+/e-; evidenza sperimentale sull'emissione di gluoni).
Sistemi composti di quark: gli adroni (Combinazioni quark-antiquark; mesoni con quark leggeri; multipletti mesonici, numeri quantici, isospin, stranezza; mesoni pseudoscalari e vettori; barioni composti da quark u,d,s. Iperoni; esperimenti di formazione e di produzione).Historical perspective, terminology, physical quantities and units, the constituents of matter and their interactions, cross sections for Coulomb diffusion; continuous and discrete symmetries, conservation laws, main classes of experiments and instrumentation used; physical phenomena utilized for particle detection; transition probability vs. time.General properties of nuclei (“classical” constituents and their discovery, nuclear masses and bond energy. Parameterization. Dimensions and geometry of nuclei, electron-nucleus elastic diffusion; charge and matter distributiion in nuclei, form factor, 1st Born approximation; electron-nucleus inelastic diffusion; quasi-elastic electron-nucleus diffusion. Fermi momentum).
Nuclear stability and instability (nuclear force, general properties; phenomenological potential; exchange forces, experimental evidence; Yukawa hypothesis and brief outline of mesonic theory of nuclear forces; nuclear decay and its laws; beta decay, phenomenology and summary of Fermi theory; alfa and electromagnetic decays; nuclear fission).
Structure of nucleons (e-N elastic diffusion; electrical and magnetic form factors; excited states of nucleons; experiments on deeply anelastic lepton diffusion; structure functions and brief outline of the parton model; quark structure of nucleons; valence and sea quarks; charge, spin and momentum distributions; constituents quarks. Gluons).
Systems composed of quarks: hadrons (quark-antiquark combinations; mesons with light quarks; mesonic multiplets, quantum numbers, isospin, strangeness; pseudoscalar and vector mesons; barions composed of u,d,s, quarks. Hyperons; formation and production experiments).
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- # Dispense a cura di M. Costa
# B. Povh et al., Particelle e Nuclei, Bollati e Boringhieri(2000)
# W.S.C Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford Science Pubblication (1991)
# D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, IV edizione, University Press Cambridge (2000) - Oggetto:
Note
Esame orale- Oggetto:
