Istituzioni di fisica nucleare e subnucleare

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
9
Crediti massimi
80
Ore totali
SSD
FIS/04
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
L'obiettivo è quello di introdurre alla fisica nucleare e subnucleare illustrando le proprietà principali che caraterizzano i nuclei, il loro costituenti e le interazioni. Le problematiche sono introdotte descrivendo la fenomenologia, l'approccio utilizzato nelle misure e viene data una descrizione quantitativa ogni volta che è possibile utilizzare semplici metodi di calcolo.
Attraverso il corso viene evidenziata l'analogia della descrizione dei nuclei con altri sistemi a molticorpi e vengono messe in luce le tecnologie e le metodologie specifiche di questo settore. Vengono inoltre accennati gli argomenti di ricerca piu' attuali in questo settore.

Struttura insegnamento e programma

CORSO A
Edizione attiva
Responsabile
FIS/04 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE - CFU: 9
Esercitazioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Programma
A- NUCLEI e LORO PRORIETA'
1. Generalità sui nuclei. Curva di stabilità
2. Formula semiempirica di Weizsacker.
3. Decadimento radioattivo. Attività, legge del decadimento, unità di misura, rapporto di diramazione.
4. Decadimento alfa
5. Decadimento beta. Cattura elettronica.
6. Emissione gamma.
7. La sezione d'urto. Spazio delle fasi. Regola d'oro di Fermi.
8. Interazioni elettromagnetiche e i fattori di forma nucleari.
9. Il modello a gas di Fermi.
10. Il deutone e l'interazione nucleone-nucleone
11. Il modello a shell. Numeri magici. Accoppiamento spin-orbita. Momenti magnetici.
12. Nuclei deformati.
13. Reazioni di nucleo composto e reazioni dirette.
14. La fissione nucleare

B - PARTICELLE e INTERAZIONI
1.Le Simmetrie (parità, coniugazione di carica e inversione temporale) e i principi di conservazione
2.La fisica dei mesoni e le interazioni forte e deboli
3.Barioni con stranezza e gli ipernuclei
4.La violazione della simmetria di CP nel decadimento dei kaoni.
5.Generalità sulle famiglie di particelle - processi di produzione e interazione.
6.Diffusione profondamente anelastica ed evidenza dei quarks.
7.Nucleoni, barioni, mesoni e loro composizione in quarks.
8.Decadimenti degli adroni e vite medie. Risonanze.
9.Forza debole: i bosoni mediatori della forza e gli effetti sui quarks.

C - CENNI DI FISICA COSMICA
1. Evoluzione dell'Universo primordiale.
2. La nucleosintesi nelle stelle.
Prerequisiti e modalità di esame
PREREQUISITI
- rudimenti di termodinamica statistica
- concetti di base della meccanica quantistica

MODALITA' D'ESAME
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso
Metodi didattici
Modalità di esame: Orale
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
B. Povh et al, Particelle e nuclei- Bollati Boringhieri,1998
J.Allday. Quarks,Leptons and the Big Bang- IOP 2002
D.H.Perkins .Introduction to High Energy Physics-Cambridge Univ. Press 2000.
Copia delle trasparenze distribuite a lezione
Periodo
Primo semestre
CORSO B
Edizione attiva
Responsabile
FIS/04 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE - CFU: 9
Esercitazioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Programma
A- NUCLEI e LORO PRORIETA'
1. Generalità sui nuclei. Curva di stabilità
2. Formula semiempirica di Weizsacker.
3. Decadimento radioattivo. Attività, legge del decadimento, unità di misura, rapporto di diramazione.
4. Decadimento alfa
5. Decadimento beta. Cattura elettronica.
6. Emissione gamma.
7. La sezione d'urto. Spazio delle fasi. Regola d'oro di Fermi.
8. Interazioni elettromagnetiche e i fattori di forma nucleari.
9. Il modello a gas di Fermi.
10. Il deutone e l'interazione nucleone-nucleone
11. Il modello a shell. Numeri magici. Accoppiamento spin-orbita. Momenti magnetici.
12. Nuclei deformati.
13. Reazioni di nucleo composto e reazioni dirette.
14. La fissione nucleare

B - PARTICELLE e INTERAZIONI
1.Le Simmetrie (parità, coniugazione di carica e inversione temporale) e i principi di conservazione
2.La fisica dei mesoni e le interazioni forte e deboli
3.Barioni con stranezza e gli ipernuclei
4.La violazione della simmetria di CP nel decadimento dei kaoni.
5.Generalità sulle famiglie di particelle - processi di produzione e interazione.
6.Diffusione profondamente anelastica ed evidenza dei quarks.
7.Nucleoni, barioni, mesoni e loro composizione in quarks.
8.Decadimenti degli adroni e vite medie. Risonanze.
9.Forza debole: i bosoni mediatori della forza e gli effetti sui quarks.

C - CENNI DI FISICA COSMICA
1. Evoluzione dell'Universo primordiale.
2. La nucleosintesi nelle stelle.
Prerequisiti e modalità di esame
PREREQUISITI
- rudimenti di termodinamica statistica
- concetti di base della meccanica quantistica

MODALITA' D'ESAME
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso
Metodi didattici
Modalità di esame: Orale
Modalità di frequenza: Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
B. Povh et al, Particelle e nuclei- Bollati Boringhieri,1998
J.Allday. Quarks,Leptons and the Big Bang- IOP 2002
D.H.Perkins .Introduction to High Energy Physics-Cambridge Univ. Press 2000.
Copia delle trasparenze distribuite a lezione
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Stanza A/4/C6 (IV piano edificio LITA)
Ricevimento:
10:30-12:30 Lunedi' e via e-mail e su appuntamento
il mio ufficio 1 piano Edificio Lita
Ricevimento:
Su appuntamento via e-mail
III piano edificio LITA, metà corridoio a destra (di fronte al locale stampanti)
Ricevimento:
su appuntamento scrivere a fabio.crespi@unimi.it
Ufficio Primo Piano Edificio LITA (A/1/C13), Dipartimento di Fisica via Celoria 16