Vai al contenuto principale
Coronavirus: aggiornamenti per la comunità universitaria / Coronavirus: updates for UniTo Community
Oggetto:
Oggetto:

Fisica Astroparticellare e Cosmologica

Oggetto:

Astroparticle Physics and Cosmology

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
MFN0803
Docente
Prof. Nicolao Fornengo (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
2° anno
Periodo didattico
Da definire
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/05 - astronomia e astrofisica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano/ English upon request of an Erasmus student
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti

E' consigliata la conoscenza delle tematiche acquisite nei corsi di Relativita' Generale, Fisica delle Interazioni Fondamentali, Teoria dei campi.

Knowledge acquired in the courses of General Relativity, Physics of Fundamental Interactions and
Field Theory is reccomended.
Propedeutico a

Attivita' di ricerca nel campo della Fisica Astroparticellare.

Research activity in the field of Astroparticle Physics.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

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.

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.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacita' di comprensione

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

Capacita' di applicare conoscenza e comprensione

Sviluppo della capacita’ di comprendere e padroneggiare metodi matematici opportuni nella risoluzione di problemi complessi. Capacita' di svolgere calcoli inerenti allo studio dell'evoluzione dell'Universo e del comportamento delle particelle elementari nel contesto dell'Universo termico e non termico. 

Knowledge and understanding

Knowledge and understanding of the standard cosmological model, of the inteconnection between fundamental physics and cosmology and of some of the main applications of particle physics to astrophyscs and cosmology.

 Applying knowledge and understanding

Development of the ability to ciomprehend and master the mathematical tools necessary to solve complex problems. Ability to perform theoretical calculations concerning the study of the evolution of the Universe and of the behavious of elementary particles in the context of the thermal and non-thermal Universe.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Lezioni "alla lavagna", con sviluppo esplicito di tutto il formalismo.

A causa dell'emergenza coronavirus, le lezioni verranno erogate nel seguente modo:

1) Tutte le lezioni saranno registrate su tablet (video della "lavagna" e voce) e rese disponibili in formato video al seguente link:

https://www.dropbox.com/sh/6iy5j0we1zaz2fw/AAAQESnZQzVlzciV_VOOMXlHa?dl=0

Le lezioni verranno caricate dal docente a questo link man mano che saranno prodotte, seguendo la programmazione del corso. In questo modo tutti gli studenti avranno a disposizione lo stesso materiale, erogato nello stesso modo.

2) Le lezioni verranno video-registrate in aula nei giorni e orari stabiliti dalla programmazione del corso. Non ci sara' diretta Webex delle lezioni. Gli studenti possono decidere autonomanente se essere presenti in aula (dove la lezione sara' di fatto una lezione frontale in presenza) oppure se utilizzare unicamente le lezioni video registrate. Gli studenti presenti in aula sono tenuti a rispettare rigorosamente le disposizioni di sicurezza, come ad esempio non recarsi in aula se presentano sintomi influenzali o se sono a conoscenza di essere stati a contatti con persone positiver al covid, indossare la mascherina in tutto il comprensorio, inclusa l'aula di lezione, e a mantenere le distanze di sicurezza. 

3) In particolare per gli studenti che non partecipano in presenza, il docente sarà presente su Webex nei giorni qui sotto riportati per delle sessioni Q&A, in cui gli studenti possono porre domande sul materiale del corso:

Link: https://unito.webex.com/meet/nicolao.fornengo

Date: 1, 15, 22, ottobre; 5, 19 novembre dalle 11:30 alle 12:30.

Il docente rimane comunque disponibile per ulteriori chiarimenti via Webex o altra piattaforma di videoconferenza (contattare il docente per email).

E' importante che gli studenti siano registrati sulla piattaforma Campusnet, in quanto quello e' l'unico canale di comunicazione ufficiale che il docente avra' a disposizione per contattare rapidamente gli studenti.

Lessons "at the blackboard", with explicit development of all formalism.

Due to the coronavirus emergency, the lessons will be delivered in the following way:

1) All lessons will be recorded on tablet (video of the "blackboard" and voice) and made available in video format at the following link:

https://www.dropbox.com/sh/6iy5j0we1zaz2fw/AAAQESnZQzVlzciV_VOOMXlHa?dl=0

The lessons will be uploaded by the teacher at this link as they are produced, following the course schedule. In this way all students will have the same material available, delivered in the same way.

2) The lessons will be video-recorded in the classroom on the days and times established in the course schedule. There will be no live Webex of lessons. Students can decide independently whether to be present in the classroom (where the lesson will be in fact a face-to-face lesson) or whether to use only the recorded video lessons. Students present in the classroom are required to strictly comply with safety regulations, such as not going to the classroom if they have flu symptoms or if they know they have been in contact with covid-positive people, wearing a mask throughout the area, including the classroom, and to keep safe distances.

3) Particularly for students who do not participate in person, the teacher will be present on Webex on the days below for Q&A sessions, in which students can ask questions about the course material:

Link: https://unito.webex.com/meet/nicolao.fornengo

Dates: 1, 15, 22, October; 5, 19 November from 11:30 to 12:30.

However, the teacher remains available for further clarifications via Webex or other videoconferencing platforms (contact the teacher by email).

It is important that students are registered on the Campusnet platform, as that is the only official communication channel that the teacher will have available to contact students quickly.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame e' costituito da una prova orale, della durata tipica di 40 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare ab initio due argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico che matematico. In caso di non superamento dell'esame la ripetizione dello stesso deve avvenire almeno due settimane dopo la prima prova.

A seguito della sospensione delle attività in presenza dovuta all'emergenza coronavirus, gli esami sono svolti in forma orale attraverso videoconferenza. La programmazione degli orari e le modalità tecniche di svolgimento degli esami sono concordate via email istituzionale con gli studenti iscritti agli appelli.

The exam consists in an oral examination, of typical duration of 40 minutes, during which the student has to develop ab initio two of the topics explained during the lectures. The student has to demonstrate to have gained both physical insight and technical mathematical abilities. In case the exam fails, it cannot be repeated earlier than two weeks after the first attempt. 

Following the suspension of activities in presence due to the coronavirus emergency, the oral exams are held through videoconferencing. Scheduling and techicalities are agreed upon with the students registered to the call, and communications are held through the institutional email system.

Oggetto:

Attività di supporto

Oggetto:

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' particolarmente 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)

J. Lesgourgues, G. Mangano, G. Miele, S. Pastor: "Neutrino Cosmology" (Cambridge University Press)

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)

S. Dodelson: "Modern Cosmology" (Academic Press)

The lectures are not based on a single book: therefore attendance is higly recommended.

Recommended books:

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)

J. Lesgourgues, G. Mangano, G. Miele, S. Pastor: "Neutrino Cosmology" (Cambridge University Press)

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)

S. Dodelson: "Modern Cosmology" (Academic Press)



Oggetto:

Orario lezioni

GiorniOreAula
Lunedì14:00 - 16:00Aula A Dipartimento di Fisica
Mercoledì14:00 - 16:00Aula A Dipartimento di Fisica
Giovedì9:00 - 11:00Aula A Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 22/09/2020 al 20/11/2020

Oggetto:

Note

Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 19/09/2020 17:14
Non cliccare qui!