UniCa Fisica Didattica Insegnamenti

Insegnamenti

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Docente
ALESSANDRO DE FALCO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/60]  FISICA [60/00 - Ord. 2012]  PERCORSO COMUNE 9 72

Obiettivi

1. conoscenza e capacita' di comprensione

Apprendimento e comprensione delle proprieta' fenomenologiche di base della fisica nucleare e subnucleare.

2. capacita' applicative
Acquisizione di una conoscenza operativa (compresa la capacita' di valutare gli ordini di grandezza) riguardante il calcolo delle quantita'
fenomenologicamente rilevanti in fisica nucleare e subnucleare.

3. autonomia di giudizio
Gli esercizi sono pensati in modo da stimolare lo sviluppo di capacità di giudizio autonomo.

4. abilità nella comunicazione
Gli studenti apprenderanno il linguaggio appropriato della fisica delle particelle elementari.

5. capacità di apprendere
Il corso è un'introduzione alla fisica nucleare e delle particelle elementari. Altri corsi più specifici fanno parte dell'offerta didattica della laurea magistrale. Gli studenti saranno in grado di affrontare gli argomenti insegnati in questi corsi grazie alla preparazione di base acquisita in questo corso introduttivo.

Prerequisiti

Si presuppongono note conoscenze di base di meccanica quantistica e alcuni elementi di teoria della relatività ristretta.
Laddove necessario verranno fornite le necessarie integrazioni.

Contenuti

Sistemi di unità di misura. Sezione d'urto e libero cammino medio.

Relatività ristretta. Richiami sulle trasformazioni di Lorentz e sui quadrivettori. Cinematica relativistica. Processi di scattering. Variabili di Mandelstam. Rapidità e sue proprietà. Cenni sull'equazione di Dirac.

Acceleratori. Sorgenti. Acceleratori statici. Campi variabili nel tempo: Linac, ciclotrone, betatrone, sincrotrone. Focalizzazione. Stabilità dei fasci.
Luminosità.

Regola d'oro di Fermi. Interazione di scambio. Potenziale di Yukawa. Costante d'accoppiamento e propagatore bosonico. Diagrammi di Feynman. Interazione elettromagnetica, debole, forte.
Densità degli stati finali. Stima di sezioni d'urto.
Decadimenti. Branching ratio. Formula di Breit-Wigner.
Radiodatazione.

Simmetrie e leggi di conservazione. Simmetrie discrete: parità, coniugazione di carica inversione temporale.

Numeri quantici additivi. Numero barionico, numeri leptonici, stranezza, charm, beauty, top.

Caratteristiche generali dei nuclei: distribuzione di carica e di massa, spin, parità, momenti elettromagnetici. Energia di legame e formula semiempirica della massa.

Isospin. Il deutone: energia di legame, spin e parità. Scattering tra nucleoni. Dipendenza della forza di interazione nucleare dallo spin. Potenziali fenomenologici.

Modelli nucleari. Modello del gas di Fermi. Modello a shell. Cenni su fenomeni collettivi.

Decadimento alfa. Legge di Geiger-Nuttal. Modello di Gamow.

Decadimento beta. Teoria di Fermi.
Neutrini: massa. Sezione d'urto per lo scattering su protoni. Esperimento di Reines e Cowan. Oscillazioni di neutrino.
Paradosso tau-theta. Violazione della parità nelle interazioni deboli. Esperimento di Wu.

LA FISSIONE NUCLEARE :
Fenomenologia della fissione
Prodotti di fissione

LA FUSIONE NUCLEARE :
Fenomenologia della fusione
La fusione nelle stelle

Metodi Didattici

Oltre alle lezioni, saranno tenute occasionalmente (non piu' di una volta la settimana) esercitazioni con soluzione di problemi. L'abilita' nel risolvere problemi e' estremamente importante per la comprensione degli argomenti svolti al lezione. Le esercitazioni sono volte essenzialmente a sviluppare tale abilita' negli studenti e non hanno fini valutativi. Gli studenti potranno essere chiamati a collaborare con l'insegnante nella soluzione dei problemi.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo
scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo

Verifica dell'apprendimento

Esame Finale

Esame orale sulle tematiche del corso.

Testi

Braibant Giacomelli Spurio
Particelle e interazioni fondamentali.
Springer.

Povh et al.
Particelle e nuclei
Boringhieri

Krane
Introduuctory nuclear physics.
Wiley.

Das Ferbel
Introduction to Nuclear and Particle Physics 2ed
World Scientific

Griffiths
Introduction to Elementary Particles
Wiley-VCH

Come supporto per gli esercizi:
Ivano Lombardo
Problemi di fisica nucleare e subnucleare
CEA

Altre Informazioni

Sono reperibili a richiesta le trasparenze mostrate a lezione.

Questionario e social

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