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Oggetto:
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Fondamenti di fisica cosmica

Oggetto:

Foundations of Cosmic Physics

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN1338
Docente
Prof. Andrea Chiavassa (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
Anno
1° anno
Periodo didattico
Terzo periodo didattico
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
Una conoscenza base delle tecniche di misura delle particelle facilita la comprensione e l'apprendimento della parte relativa alle misure sperimentali.
A basic knowledge on measurement techniques for particles facilitates to understand and learn the part concerning experimental measures.
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Gli obiettivi del corso di Fondamenti di Fisica Cosmica sono di dare una panoramica delle caratteristiche della radiazione cosmica: sorgenti, trasporto, accelerazione, infine interazione dei raggi cosmici al top atmosferico. L’obiettivo è anche di fornire le caratteristiche dello spettro, della sua composizione e della sua propagazione di raggi cosmici.

The targets of the course "Foundations of Cosmic Physics" are to give an overview on the characteristics of cosmic radiation: sources, transport, acceleration, in fine interaction of cosmic rays at the top of the atmosphere. The aim is also to provide the characteristics of the spectrum, of its composition and propagation of cosmic rays.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza degli aspetti fondamentali della fisica cosmica con particolare attenzione alle sorgenti, alla propagazione e accelerazione e studio dettagliato dello spettro primario e composizione dei raggi cosmici.

Knowledge on main themes of cosmic physics, with particular attention given to sources, to propagation, acceleration and detailed study on primary spectrum and composition of cosmic rays.

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame si svolge con una prova orale nella quale si discutono alcuni degli argomenti trattati nel corso, coprendo sia gli aspetti di descrizione dei fenomeni trattati che quelli riguardanti le tecniche di misura utilizzate.

The exam consists of an oral examination during which some of the topics of the course are discussed, presenting both the aspects of description of the discussed phenomena and those regarding the measurement techniques used.

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Attività di supporto

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Programma

Introduzione alla fisica dei raggi cosmici.L’Universo. Isotropia della radiazione.Legge di Hubble ed espansione, Le Galassie e nuclei attivi.Elementi basici dell’astrofisica.Aspetti della evoluzione stellare. Cenni sulla nucleosintesi nelle stelle. Sistemi binari.Sorgenti di raggi cosmici. Stelle in fase finale della loro evoluzione: le Supernove. Strutture delle nane bianche e delle stelle a neutroni. Buchi neri.La SN del 1987 sua rivelazione e eguenze.Le sorgenti di raggi gamma e i GRB (Gamma Ray Burst)e la loro importanza. Produzione di neutrini da sorgenti.Il rapporto di neutrini ai raggi gamma.Il flusso dei raggi cosmici al top-atmosferico.Spettro d’energia. L’abbondanza degli elementi chimici nei raggi cosmici. Abbondanza isotopica. Composizione dei raggi cosmici.Particelle cariche in un campo magnetico. La rigidità.Lo spettro dei raggi cosmici. I problemi del “ginocchio” e della “caviglia” dello spettro primario.L’età dei raggi cosmici. Anisotropie dei raggi cosmici.Emissione radio e gamma della Galassia. L’origine dello spettro degli elettroni nella nostra Galassia. Processi di perdita d’energia. L’equazione di diffusione degli elettroni d’alta energia. Le SN come sorgenti d’elettroni d’alta energia. L’origine dei protoni e nuclei d’alta energia. Osservazione dei raggi gamma e antiprotoni. L’origine degli elementi leggeri.Il volume di confinamento. I nuclei cosmogenici.L’origine dei raggi cosmici.I raggi cosmici d’altissima energia.I meccanismi d’accelerazione e modelli di propagazione dei raggi cosmici. Il modello “Leaky Box”. Le stelle binarie come acceleratori dei raggi cosmici.Cenni sulla radiazione cosmica del sole. L’attività solare e i cicli solari. Venti solari. Forbush decrease.

Introduction to the cosmic Ray Physics.The Universe, isotropy of the cosmic bacground. Constant's Hubble and expantion of the Universe, The Active Galactic Nuclei.Some aspect of the stellar evolution. Nucleosintesis in the stars, the binary system.Sources of cosmic rays. Stars in the final stage of evolution:The Supernovae. Structure of the white dwarfs and neutron satars. Black holes.The SN1987 and detection of neutrinos.Sources of cosmic rays: the Gamma Ray Burst.Neutrino production in the source.Ratio of neutrino to gamma rays.The flux of cosmic ray at the top of the atmosphere.Energy spectrum. The chemical composition of cosmic rays.Abundance of isotopy.Charge particles in a magnetic field. The rigidity.Spectro of cosmic rays. The problem of the "knee"and the "ancle".The age of cosmic rays and osotropy.Emission of radio and gamma radiation from the sources. Origine of the electronspectrum in the cosmic rau. Energy loss. Diffusion equation of the electron of high energy. The SN as a source of high energy electrons.Origenof proton and antiproton. Observation of proton and antiproton in the cosmic rays. Origen og the light elements.The confinament of the volume.Origen of Cosmic rays.The HECR and the UHECR.The mechanim of propagation of cosmic rays.The  “Leaky Box” model. the white war as origen of cosmic rays.Some aspects of solar physics. Solar activity.Forbush decrease.

Testi consigliati e bibliografia

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High Energy Astrophysics S. Longair, Cambridge, Uni. Press.

Cosmic ray and Particle Physics T. Gaisser Cambridge, Uni. Press.

Articoli di rassegna forniti dal professore.

Appunti del professore.

High Energy Astrophysics S. Longair, Cambridge, Uni. Press.

Cosmic ray and Particle Physics T. Gaisser Cambridge, Uni. Press.

Review articles provided by the professor.

Professor lecture notes.



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Mercoledì13:30 - 15:30Aula Verde Dipartimento di Fisica
Giovedì9:00 - 11:00Aula Avogadro Dipartimento di Fisica
Venerdì14:00 - 16:00Aula D Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 19/04/2018 al 15/06/2018

Nota: Solo giovedi' 19 orario 8-10

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Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

No mandatory prerequisites. Attendance at the course is not mandatory, but strongly reccomended.

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Ultimo aggiornamento: 13/05/2017 17:46