FISICA

LAUREA TRIENNALE

NUCLEI E PARTICELLE

Docenti: 
Crediti: 
6
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2021/2022
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Anno di corso: 
3
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

Lo scopo del corso è quello di mettere in grado lo/la studente/ssa di:
- conoscere le proprietà fondamentali della materia alla scala nucleare e subnucleare;
- conoscere le principali metodologie sperimentali utilizzate nella fisica nucleare e subnucleare;
- conoscere i principali esperimenti del passato e comprenderne l'importanza per il progresso delle conoscenze;
- saper calcolare sezioni d'urto e probabilità di decadimento di processi semplici;
- saper applicare i concetti di simmetria e le leggi di conservazione a problemi di fisica nucleare e subnucleare.
- sapere comunicare concetti fisici complessi in forma efficace, evidenziando i principali aspetti sia a livello teorico che sperimentale.
- Saper autovalutare le proprie conoscenze in un contesto per forza di cose molto ampio come quello della fisica nucleare e subnucleare, differenziando gli aspetti concettuali da quelli più tecnici.

Prerequisiti

Conoscenza di base di fisica classica, meccanica quantistica e relatività speciale.

Contenuti dell'insegnamento

Fisica dei Nuclei e delle Particelle Elementari

Programma esteso

Introduzione: costituenti fondamentali della materia, interazioni fondamentali, simmetrie e leggi di conservazione, unità di misura;

Prima parte: relatività speciale
- Concetto di simmetria
- Trasformazioni e gruppo di Lorenz
- Cinematica relativistica
- Esercizi di cinematica relativistica

Seconda parte: fisica nucleare
- Proprietà generali dei nuclei
- Stabilità nucleare
- Scattering nucleare
- Proprietà geometriche dei nuclei
- Forza nucleare: scattering nucleone-nucleone, il deutone
- Cenni di struttura nucleare: modello a gas di Fermi, modello a shell, decadimento beta
- Termodinamica nucleare: nucleosintesi primordiale e nucleosintesi stellare

Terza parte: interazione particelle-materia;
- Perdite di energia nella materia
- Formula di Bohr e Bethe-Bloch
- Effetto Cerenkov
- Perdite per irraggiamento, produzione di coppie
- Sciami elettromagnetici e adronici

Quarta parte: fisica delle particelle elementari
- Nucleoni, leptoni e mesoni
- Simmetrie: generalità, C, P e T, numeri leptonico e barionico, isospin
- Cenni alla teoria dei gruppi di Lie
- Adroni e risonanze
- Modello a Quark
- L'elettrodinamica quantistica
- Interazioni deboli
- Neutrini: mescolamenti, oscillazioni e masse

Bibliografia

Dispense indicate dal docente;
B. Povh et al, "Particles and Nuclei", Springer, 1995
K. S. Krane, "Introductory Nuclear Physics", Wiley, 1987

Metodi didattici

Lezioni.
Discussioni in aula, condotte dagli studenti, delle esercitazioni assegnate a casa.

Modalità verifica apprendimento

La valutazione sommativa degli apprendimenti prevede due momenti:
1) una prova scritta, di due ore, che consisterà in due parti: un test a risposte chiuse e alcuni esercizi.
2) un colloquio orale, consistente in una discussione degli argomenti del corso.

La prova scritta può essere sostituita da due prove in itinere, che verranno tenute durante il corso, se superate entrambe con esito positivo.

Il punteggio finale si otterrà sommando alla votazione delle prove scritte, espressa in trentesimi, +/- 3 punti ottenuti dalla valutazione della prova orale.

Verranno eseguiti esercizi in preparazione della prova, e inoltre verranno forniti esempi di prove scritte, con le relative soluzioni.
I risultati verranno inviati agli studenti attraverso la piattaforma Elly, e il professore sarà a disposizione degli studenti che volessero ulteriori delucidazioni sulla correzione della propria prova.