ASTROFISICA NUCLEARE E PARTICELLARE

Fisica ASTROFISICA NUCLEARE E PARTICELLARE

0522600056
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2022/2023

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2021
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
648LEZIONE
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO DESCRIVE E APPROFONDISCE IL RUOLO DELLA FISICA NUCLEARE E PARTICELLARE IN ASTROFISICA.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
GLI STUDENTI RAGGIUNGERANNO UNA BUONA CONOSCENZA GENERALE DEL RUOLO DEI PROCESSI NUCLEARI E PARTICELLARI IN AMBIENTE ASTROFISICO. IN QUESTO AMBITO, APPRENDERANNO I METODI SPERIMENTALI CHE PERMETTONO DI DETERMINARE LE GRANDEZZE FISICHE NUCLEARI DI INTERESSE ASTROFISICO E IL PERCORSO CHE, ATTRAVERSO I MODELLI ASTROFISICI, PORTA AL CONFRONTO CON I DATI OSSERVATIVI, IN PARTICOLARE QUELLI PROVENIENTI DALL’ASTRONOMIA MULTI-MESSAGGERO
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
LA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE SARÀ SVILUPPATA E VERIFICATA ATTRAVERSO IL CALCOLO DEI RATE DELLE RILEVANTI REAZIONI PER LA COMBUSTIONE STELLARE DELL’IDROGENO E DELL'ELIO A PARTIRE DAI DATI SPERIMENTALI E IL CONFRONTO DEI RISULTATI CON I DATI OSSERVATIVI (NEUTRINI SOLARI E COMPOSIZIONE DI NANE BIANCHE). E’ INOLTRE PREVISTO LO STUDIO AUTONOMO DI APPARATI DI RIVELAZIONE PER L’ASTRONOMIA MULTI-MESSAGGERO.
Prerequisiti
IL CORSO RICHIEDE UNA BUONA CONOSCENZA DELLA MECCANICA QUANTISTICA E DELLE TECNICHE SPERIMENTALI DI BASE IN FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE.
Contenuti
1 – COSMOLOGIA DEL BIG BANG (4H)
CENNI DI RELATIVITÀ GENERALE. TEORIA DEL BIG BANG E STORIA TERMICA DELL’UNIVERSO. COSMOLOGIA OSSERVATIVA. NUCLEOSINTESI PRIMORDIALE. EVIDENZE OSSERVATIVE. CENNI DI BARIOGENESI

2 – ASTROFISICA NUCLEARE NELLE STELLE (6H)
EQUAZIONI DELL’EQUILIBRIO STELLARE. REAZIONI DI FUSIONE NUCLEARE NELLE STELLE E NUCLEOSINTESI. PROCESSI R ED S. IL MODELLO STANDARD DEL SOLE. NEUTRINI SOLARI E OSCILLAZIONI. EFFETTI DI MATERIA NELLE OSCILLAZIONI. NEUTRINI DA REATTORI NUCLEARI. ESPLOSIONI STELLARI. NEUTRINI DA SUPERNOVAE

3 – ASTROFISICA NUCLEARE SPERIMENTALE (2H)
ASTROFISICA NUCLEARE AGLI ACCELERATORI. TECNICHE SPERIMENTALI. TEMPO DI VOLO DI NEUTRONI

4 – ACCELERAZIONE E PROPAGAZIONE DEI RAGGI COSMICI (4H)
LO SPETTRO DEI RAGGI COSMICI. MECCANISMI DI ACCELERAZIONE DEI RAGGI COSMICI. SORGENTI GALATTICHE. PROPAGAZIONE DEI RAGGI COSMICI NELLA GALASSIA. EQUAZIONI DI DIFFUSIONE E TRASPORTO. EVIDENZE OSSERVATIVE

5 – RIVELAZIONE DIRETTA ED INDIRETTA DEI RAGGI COSMICI (4H)
TECNICHE DI RIVELAZIONE DIRETTA DI RAGGI COSMICI. ESPERIMENTI SU PALLONE STRATOSFERICO E SATELLITE. RISULTATI DI RIVELAZIONE DIRETTA. ELETTRONI E LORO PROPAGAZIONE. ANTIMATERIA NEI RAGGI COSMICI.
TECNICHE DI RIVELAZIONE INDIRETTA DI RAGGI COSMICI. SVILUPPO DEGLI SCIAMI IN ATMOSFERA. SCIAMI ADRONICI ED ELETTROMAGNETICI. IL GINOCCHIO DEI RAGGI COSMICI.

6 – I RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA (4H)
LA CAVIGLIA DEI RAGGI COSMICI. PROPAGAZIONE DEI RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. EFFETTO GZK. TECNICHE IBRIDE DI RIVELAZIONE (FLUORESCENZA, RADIO, CHERENKOV). RISULTATI RECENTI SULLA COMPOSIZIONE E LO SPETTRO DEI RAGGI COSMICI DI ALTISSIMA ENERGIA. INCERTEZZE TEORICHE E SPERIMENTALI. CONFRONTO CON LE MISURE AGLI ACCELERATORI.

7 – LEPTONI ATMOSFERICI (5H)
MUONI IN ATMOSFERA. MUONI SOTTOTERRA.
NEUTRINI IN ATMOSFERA. NEUTRINI SOTTOTERRA. OSCILLAZIONI DEI NEUTRINI ATMOSFERICI. NEUTRINI DA FASCIO.

8 – ASTRONOMIA GAMMA (5H)
MECCANISMI LEPTONICI ED ADRONICI. ASTRONOMIA AL GEV CON SATELLITI. FLUSSO DIFFUSO GALATTICO. SORGENTI GALATTICHE. SORGENTI EXTRA-GALATTICHE. SORGENTI TRANSIENTI (GAMMA RAY BURSTS). ASTRONOMIA AL TEV. SORGENTI GALATTICHE ESTESE.

9 – ASTRONOMIA CON NEUTRINI (5H)
TELESCOPI DI NEUTRINI. TECNICHE DI RIVELAZIONE E ANALISI. MECCANISMI ADRONICI. FLUSSO DIFFUSO DI NEUTRINI COSMICI. SORGENTI DI NEUTRINI. NEUTRINI GZK.

10 – ASTRONOMIA CON ONDE GRAVITAZIONALI (5H)
ONDE GRAVITAZIONALI. TECNICHE DI RIVELAZIONE E ANALISI. COALESCENZA DI BUCHI NERI. COALESCENZA DI STELLE DI NEUTRONI. OSSERVAZIONI MULTI-MESSAGGERO. NUCLEOSINTESI.

11 – MATERIA OSCURA (4H)
MOTIVAZIONI OSSERVATIVE. TECNICHE PER LA RIVELAZIONE DI MATERIA OSCURA: TECNICHE DI PRODUZIONE. TECNICHE DIRETTE, TECNICHE INDIRETTE. RIVELATORI PER LA MATERIA OSCURA. RISULTATI RECENTI
Metodi Didattici
LEZIONI FRONTALI: 48 ORE
LA FREQUENZA DEL CORSO, PUR NON ESSENDO OBBLIGATORIA, È FORTEMENTE CONSIGLIATA. PER UNA PREPARAZIONE SODDISFACENTE SONO RICHIESTE, IN MEDIA, DUE ORE DI STUDIO PER CIASCUNA ORA DI LEZIONE.
Verifica dell'apprendimento
LA VERIFICA DELLE COMPETENZE AVVERRÀ SULLA BASE DI UN ESAME ORALE. L'ESAME ORALE CONSISTERÀ IN UNA PROVA DI CIRCA 1 ORCA SUI CONTENUTI GLOBALI DEL CORSO. UNO STUDIO INDIVIDUALE SU UN ARGOMENTO SELEZIONATO IN ACCORDO CON IL DOCENTE SARÀ PARTE DELL'ESAME. QUESTO STUDIO DOVRÀ ESSERE FOCALIZZATO SUL RUOLO DEI PROCESSI DI FISICA NUCLEARE O PARTICELLARE IN AMBITO ASTROFISICO, CON PARTICOLARE RIGUARDO PER L'IMPATTO DELLE INCERTEZZE TEORICHE E SPERIMENTALI.
UNA CONOSCENZA DI BASE DELLE TEMATICHE AFFRONTATE NEL CORSO È NECESSARIA PER OTTENERE LA SUFFICIENZA. LA VALUTAZIONE MASSIMA È OTTENUTA MOSTRANDO LA CAPACITÀ DI AFFRONTARE IN AUTONOMIA LO STUDIO DI SEMPLICI CASI NON TRATTATI NEL CORSO BASANDOSI SULLE CONOSCENZE ACQUISITE NEL CORSO.
Testi
TESTO BASE:
INTRODUCTORY NUCLEAR PHYSICS, K. KRANE


ASTROFISICA NUCLEARE:
CAULDRONS IN THE COSMOS, C.E. ROLFS AND RODNEY


ASTROFISICA PARTICELLARE E ASTRONOMIA MULTI-MESSAGGERO
PARTICLES AND ASTROPHYSICS: A MULTI-MESSENGER APPROACH, M. SPURIO


SONO ANCHE SUGGERITI I SEGUENTI TESTI:
HIGH ENERGY ASTROPHYSICS, M.S. LONGAIR
COSMIC RAYS AND PARTICLE PHYSICS, T.K. GAISSER

IL DOCENTE SUGGERIRÀ DURANTE IL CORSO ANCHE ARTICOLI SCIENTIFICI A COMPLEMENTO DELLE INFORMAZIONI E PER MAGGIORI DETTAGLI
Altre Informazioni
GLI STUDENTI SONO INVITATI A CONTATTARE IL DOCENTE (ANCHE AL DI FUORI DEGLI ORARI DI RICEVIMENTO) PER ULTERIORI CHIARIMENTI SUGLI ARGOMENTI TRATTATI AL CORSO.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-11-30]