20853 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base della fisica del nucleo atomico e dei costituenti fondamentali della materia sotto i principali aspetti fenomenologici, teorici ed applicativi con un cenno alle attuali prospettive di sviluppo della ricerca scientifica in questo campo. Lo studente è in grado di: - valutare composizione, massa ed energia di legame dei nuclei stabili e le condizioni di instabilità alfa e beta; - comprendere gli schemi di decadimento, valutare l'attività naturale o indotta in processi di attivazione ed applicarla alla stime dell'età di reperti organici ed inorganici; - determinare i prodotti e stimare le energie che si liberano nei processi di fusione che accompagnano la nucleosintesi stellare e quelli di fissione nei reattori nucleari; - risolvere semplici problemi di cinematica relativistica utilizzando gli invarianti del formalismo tetravettoriale.

Contenuti

Parte I: Strumenti teorici e modello standard delle particelle elementari
Modello standard delle particelle elementari
Relatività ristretta e meccanica relativistica
Equazioni d'onda relativistiche e quanti
Diagrammi di Feynman e visualizzazione delle interazioni fondamentali
Cenni elementari di QED, QCD, interazioni deboli e meccanismo di Higgs
Cenni di teoria dei gruppi
Simmetrie e leggi di conservazione
Modello statico a quark
Parte II: Fisica nucleare
Legge del decadimento radiattivo,decadimenti alfa, beta e gamma
Datazione C14
Modello a goccia del nucleo e formula semiempirica di massa
Scattering Rutherford
Diffrazione ottica e diffrazione nella meccanica ondulatoria
Sezioni d'urto, dimensioni dei nuclei, fattori di forma
Modello a shell, numeri magici, campo medio, interazione spin-orbita
Stato fondamentale e stati eccitati nel modello a shell
Momenti elettrici e magnetici
Momenti magnetici dei nuclei ed applicazioni (RMN)
Parte III: Fisica subnucleare e fenomenologia
Cenni storici
Modello standard
Studio di processi vari elettromagnetici, deboli e forti
Fenomenologia degli adroni e classificazione
Raggi cosmici

Testi/Bibliografia

Appunti forniti a lezione.
K.S. Krane: "Introductory Nuclear Physics", J. Wiley.
S. Braibant, G. Giacomelli, M. Spurio: "Particelle e Interazioni Fondamentali", Springer.
K. Gottfried e V.F. Weisskopf: "Concepts of Particle Physics", Oxford Univ. Press.

Metodi didattici

Lezioni

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto ed orale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Fiorenzo Bastianelli

Consulta il sito web di Giovanni Carlo Bonsignori

Consulta il sito web di Nicola Semprini Cesari