Corso di laurea in Fisica

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.