Fisica e l'universo

Oggetto:

Fisica e l'universo

Oggetto:

Physics and the Universe

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Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica

MFN0568

Docenti

Prof. Fiorenza Donato (Titolare del corso)
Prof. Mario Edoardo Bertaina (Titolare del corso)

Corso di studi

008703 Laurea in Fisica

Anno

3° anno

Periodo didattico

Terzo periodo didattico

Tipologia

C=Affine o integrativo

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

FIS/05 - astronomia e astrofisica

Modalità di erogazione

Doppia

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Facoltativa

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Prerequisiti

Conoscenze di Fisica e Matematica di base acquisite nel primo biennio del Corso di laurea, e del corso di Introduzione alla fisica nucleare e subnucleare con laboratorio.

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Obiettivi formativi

Il corso intende fornire una conoscenza degli aspetti di applicazione della fisica a problemi di astrofisica, cosmologia, fisica spaziale e fisica cosmica. Si prevede la conoscenza della fisica e della matematica del primo biennio oltre ad elementi di fisica dei fluidi, elettromagnetismo avanzato, relatività speciale, fisica atomica e fisica nucleare.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente sara' in grado di descrivere gli argomenti di astrofisica, cosmologia, fisica spaziale e fisica cosmica affrontati a lezione.

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Modalità di insegnamento

Frontale. Lezioni svolte alla lavagna e, per alcune parti, con il supporto di slides.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame finale consistera' in una verifica scritta ed orale sugli argomenti trattati a lezione.

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Il corso si prefigge di fornire allo studente un’introduzione alle tematiche fondamentali nella cosmologia, nella astrofisica e nella fisica astro-particellare contemporanee

Introduzione all Cosmologia: Equazioni di Friedman; Eqs. del fluido. Legge di Hubble, redshift, Eq. di stato per materia e radiazione. Soluzioni all’eq. di Friedman per materia e radiazione. Parametri di densità dell’Universo. Materia oscura, energia oscura. Eta’ dell’Universo. CMB: radiazione di fondo a microonde. Modello del Big Bang caldo. BBN: Nucleosintesi primordiale.

Introduzione all’Astrofisica: Luminosita’, magnitudine. Diagramma di Hertzsprung-Russell. Evoluzione stellare. Galassie: morfologia e caratteristiche principali.

I raggi cosmici: spettro, energia, composizione, accelerazione, diffusione. Caratteristiche spettrali del ginocchio e della caviglia. Cut-off GZK. Radiazione gamma.

Tecniche sperimentali di osservazione nelle varie bande dello spettro elettromagnetico: ottico, infrarosso, radio, microonde, raggi X e raggi gamma. Misure delle distanze di oggetti astrofisici: dalla parallasse all'utilizzo della legge di Hubble.

Tecniche di rivelazione diretta ed indiretta di materia oscura. Tecniche di misura della radiazione cosmica carica da Terra e dallo Spazio. Tecniche di misura dei neutrini (atmosferici, astrofisici, cosmologici, solari e da reattore).

The course is intended to provide to the students an overview to aspects of cosmology, astrophysics and astro-particle physics of great interest nowadays.

Introduction to Cosmology: Friedman's equations; fluid equations. Hubble law, redshift, State equation for matter and radiation. Solutions of Friedman's equations for matter and radiation. Density parameters of the Universe. Dark matter, dark energy. The age of the Universe. CMB: microwave radiation background. Model for the hot Big Bang. BBN: primordial nucleosynthesis.

Introduction to Astrophysics: Luminosity, magnitudes. Diagram of Hertzsprung-Russell. Stellar evolution. Galaxies: morphology and main characteristics.

Cosmic rays: spectrum, energy, composition, acceleration, diffusion. Spectral characteristics of the knee and ankle. GZK Cut-off. Gamma radiation.

Experimental techniques of observation in the different bands of the electromagnetic spectrum: optical, infrared, radio, microwaves, X-rays and gamma-rays. Measurements of the distances of astrophysical objects: from the parallax technique to the use of Hubble's law.

Techniques for direct and indirect detection of dark matter. Techniques for the measurement of the charged cosmic radiation from Space and from Ground. Experimental techniques for the measurement of atmospheric, astrophysical, cosmological, solar and reactor neutrinos.

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

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Liddle: An Introduction to Modern Cosmology

Binney e Merrifield: Galactic astronomy

Binney e Tremaine: Galactic Dynamics

Peebles: Principles of Physical Cosmology

Ferrari: Stelle, Galassie e Universo

A. Norton: An introduction to astrophysics and cosmology

M. Longair: High energy astrophysics

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Orario lezioni

Giorni	Ore	Aula
Lezioni: dal 26/04/2015 al 23/06/2015 Nota: Orario visualizzabile alla sezione "Orario lezione"

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Note

AVVISO: è disponibile la registrazione delle lezioni di Fisica e l'Universo sul sito:
http://elearning.moodle2.unito.it/df/ (selezionare III Anno e poi il nome del corso)

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