- Fisica Nucleare e Subnucleare
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
Contenuti sintetici
Particelle elementari e Cinematica relativistica. Tecniche di
rivelazione delle particelle. Simmetrie in fisica delle particelle.
Interazioni elettromagnetiche. Interazioni forti e colore. Leptoni,
quark, adroni. Interazioni deboli e la scoperta dei mediatori massivi.
Nuclei e loro proprietà'. Decadimenti radioattivi e modelli nucleari.
Programma esteso
Punti materiali e particelle elementari. Cinematica relativistica e formalismo covariante. Unita’ naturali. Decadimenti e scattering. Sezioni d’urto e ampiezze di decadimento. Interazioni particelle-materia. Rivelatori di particelle. Elettrodinamica classica e quantistica (QED). Simmetria di gauge, simmetrie discrete e continue della QED. Parita’ e C parita’. I diagrammi di Feynman e lo scattering in QED. Interazioni forti. Quark e carica di colore. La simmetria di gauge della QCD. Liberta’ asintotica e confinamento. La simmetria di flavor e il modello a 3 quark. Mesoni e barioni. Interazioni deboli. Elicita’ e chiralita’. Esperimenti di Wu e Goldhaber. La teoria elettrodebole . La scoperta delle correnti neutre e dei mediatori massivi.
Proprieta’ generali dei nuclei e reazioni
nucleari. Decadimenti radioattivi e loro proprieta’ generali.
Decadimenti in cascata e equilibrio secolare. Radioattivita’ naturale e
sue applicazioni. Decadimenti alfa. Decadimenti gamma.
Prerequisiti
Conoscenza della meccanica quantistica non relativistica e della teoria della relativita’ ristretta.
Modalità didattica
Lezione Frontale (8 CFU)
Materiale didattico
Dispense del corso. Libro di testo consigliato: A. Bettini,
Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge University Press,
2014 (2nd edition) G. Krane, Introductory Nuclear Physics, Wiley, 1988
(3rd edition)
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale sulla parte di fisica delle particelle e fisica nucleare
Orario di ricevimento
Appuntamento su richiesta
Aims
We provide a modern introduction to elementary particle physics and
nuclear physics building on special relativity and non relativistic
quantum mechanics
Contents
Elementary particles and relativistic kinematics. Experimental
techniques for particle detection. Symmetries in particle physics.
Electromagnetic interactions. Strong interactions and color charges.
Lepton, quarks and hadrons. Weak interactions and the discovery of
massive gauge bosons. Nuclei. Radioactive decays and nuclear models.
Detailed program
Point particles and elementary particles. Relativistic kinematics and
covariant formalism. Natural units. Decays and scattering. Cross section
and decay amplitudes. Particle interactions with matter. Particle
detectors. Classical and quantum electrodynamics (QED). Gauge symmetry,
discrete and continuous symmetries in QED. Parity and C-parity. Feynman
diagrams and scattering in QED. Strong interactions. Quark and color
charge. The gauge symmetry of QCD. Asymptotic freedom and confinement.
Flavor symmetry and the 3 quark model. Mesons and baryons. Weak
interactions. Elicity and chirality. The experiments of Wu and
Goldhaber. The electroweak theory. The discovery of weak neutral
currents and massive bosons. General properties of the nuclei. Nuclear
forces. Nuclear models and reactions. General properties of radioactive
decays. Decay chains and secular equilibrium. Natural radioactivity and
applications. Alpha decays. Gamma decays. Beta decays.
Prerequisites
Non relativistic quantum mechanics and special relativity
Teaching form
lectures (8 CFU)
Textbook and teaching resource
Lecture notes available in the e-learning site. Texbook: A.
Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge
University Press, 2014 (2nd edition) G. Krane, Introductory Nuclear
Physics, Wiley, 1988 (3rd edition)
Semester
second semester
Assessment method
oral exam on Particle Physics and Nuclear Physics
Office hours
on demand