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Oggetto:
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Fisica astroparticellare e cosmologica

Oggetto:

Anno accademico 2009/2010

Codice dell'attività didattica
S8140
Docente
Prof. Nicolao Fornengo (Titolare del corso)
Corso di studi
c206 laurea spec. in fisica delle interazioni fondamentali
c221 laurea spec. in astrofisica e fisica cosmica
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
A=Di base
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/02 - fisica teorica, modelli e metodi matematici
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso offre una introduzione ai seguenti temi: fisica dell'Universo primordiale, connessione tra la fisica delle particelle e la cosmologia, alcune applicazioni astrofisiche della fisica delle particelle, in particolare al problema della materia oscura. Ulteriori e complementari informazioni sulle proprieta' e sull'evoluzione dell'Universo, con particolare attenzione alla formazione delle strutture cosmologiche e alla cosmologia osservativa, sono offerte dal corso di Cosmologia tenuto dal Prof. A. Diaferio.

The course provides an introduction to the following topics: physics of the early Universe, connection between particle physics and cosmology, some astrophysical applications of particle physics, especially related to the dark matter problem. Further and complementary informations on the properties and evolution of the Universe, with special emphasis on large-scale structure formation and observational cosmology, can be found in the course on Cosmology lectured by Prof. A. Diaferio.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza del modello cosmologico standard, della connessione tra la fisica fondamentale e la cosmologia e di alcune applicazioni della fisica delle particelle all'astrofisica e alla cosmologia.
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Programma

Evidenze osservative sulle proprieta' fondamentali dell'Universo

Breve richiamo di Relativita' Generale (se necessario)

Principio Cosmologico, metrica di Robertson-Walker, modello di Friedmann

Evoluzione dinamica dell'Universo

Termodinamica dell'Universo in espansione

Equazione di Boltzmann: equilibrio e disaccoppiamento

Breve richiamo sul Modello Standard della fisica delle particelle elementari e sue estensioni (se necessario)

Particelle elementari nell'Universo primordiale

Fisica del neutrino nell'Universo primordiale 

Nucleosintesi primordiale

Radiazione cosmica di fondo: formazione, proprieta', anisotropie

Modello di Universo inflazionario

Transizioni di fase nell'Universo primordiale

Bariogenesi

Candidati particellari di Dark Matter (cenni)

Modelli di Dark Energy (cenni)

Ricerche di materia oscura particellare: segnali astrofisici e connessione con la ricerca di nuova fisica agli acceleratori (cenni)

Observational facts on the fundamental properties if the Universe

Brief summary of General Relativity (if required)

Cosmological Principle, Robertson-Walker metric, Friedmann model

Dynamical evolution of the Universe

Thermodynamics in the expanding Universe

Boltzmann equation: equilibrium and decoupling

Brief summary of the Standard Model of elemntary particle physics and its extensions (if necessary)

Elementary particles in the early Universe

Physics on neutrinos in the early Universe

Primordial Nucleosynthesis

Cosmic microwave background radiation:formation, properties, anisotropies

The inflationary Universe

Phase transitions in the early Universe

Baryogenesis

Particle cadidates for Dark Matter (brief)

Models of Dark Energy (brief)

Particle dark matter searches: astrophysical signals and connection to searches for new physics at accelerators (brief)

 

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Il corso non segue un unico testo: e' importante la frequenza alle lezioni. Testi di riferimento sono i seguenti:
E.W. Kolb, M.S. Turner: "The Early Universe" (Addison Wesley)
S. Weinberg: "Gravitation and Cosmology" (Wiley)
S. Weinberg: "Cosmology" (Oxford University Press)
J. Peacock: "Cosmological Physics" (Cambridge University Press)
J. Bernstein: "Kinetic Theory in the Expanding Universe" (Cambridge Monographs on Mathematical Physics)
S. Carroll: "Spacetime and Geometry"(Benjamin Cummings)
L. Bergstrom, A. Goobar: "Cosmology and Particle Astrophysics" (Springer)
P. Coles, F. Lucchin: "Cosmology" (Wiley)
P.J.E. Peebles: "Principles of Physical Cosmology" (Princeton University Press)
J.V. Narlikar: "An Introduction to Cosmology" (Cambridge University Press)
S. Bonometto: "Cosmologia e Cosmologie" (Zanichelli)


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Note

Propedeuticita': e' consigliata la conoscenza delle tematiche acquisite nei corsi di Relativita' Generale, Fisica delle Interazioni Fondamentali, Teoria dei campi
Modalita' esame: orale
Frequenza: obbligatoria
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Ultimo aggiornamento: 15/09/2010 15:26
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