NUCLEAR ASTROPHYSICS

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno - Curriculum ASTROPHYSICS, Curriculum NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS e Curriculum NUCLEAR PHENOMENA AND THEIR APPLICATIONS
Docenti: Stefano ROMANO e Livio LAMIA
Crediti: 6
SSD: FIS/04 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione critica degli sviluppi più avanzati della Fisica Moderna sia negli aspetti teorici che di laboratorio e delle loro interconnessioni, anche in campi interdisciplinari.

Notevole padronanza del metodo scientifico, e comprensione della natura e dei procedimenti della ricerca in Fisica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Capacità di identificare gli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, ed essere in grado di effettuare le approssimazioni richieste.

Capacità di utilizzare lo strumento della analogia per applicare soluzioni conosciute a problemi nuovi (problem solving).

Capacità di progettare e di mettere in atto procedure sperimentali e teoriche per risolvere problemi della ricerca accademica e industriale o per il miglioramento dei risultati esistenti.

Autonomia di giudizio

Capacità di argomentare personali interpretazioni di fenomeni fisici, confrontandosi nell’ambito di gruppi di lavoro.

Abilità comunicative.

Capacità di comunicare in lingua italiana e in lingua inglese nei settori avanzati della Fisica.

Capacità di apprendimento.

Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze.

Capacità di utilizzare banche dati e risorse bibliografiche e scientifiche per estrarne informazioni e spunti atti a meglio inquadrare e sviluppare il proprio lavoro di studio e di ricerca.

Capacità di acquisire, attraverso lo studio autonomo, conoscenze in nuovi campi scientifici.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con esempi applicativi. Seminari di esperti esterni.


Prerequisiti richiesti

Elementi di fisica stellare - evoluzione stellare - processi nucleare nelle evoluzioni stellari - felementi di fisica del nucleo - modelli nucleari - reazioni nucleari - bilancio energetico - sezione d'urto


Frequenza lezioni

obbligatoria


Contenuti del corso

PARTE I

1. INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA NUCLEARE :

Nucleosintesi primordiale. Formazione delle stelle. Basi fisiche dell'evoluzione stellare .Equazione di stato e produzione energetica .Equazioni di equilibrio stellare. Evoluzione stellare. Combustioni quiescenti. Scenari esplosivi . Nucleosintesi stellare : combustione dell'idrogeno, combustione dell'elio. Processi r e s

2. DEFINIZIONI E CARATTERISTICHE GENERALI DELLE REAZIONI TERMONUCLEARI

Definizioni : Sezione d'urto, rate di reazione, vita media.

 

PARTE II

3. DETERMINAZIONE DEL "RATE" DI REAZIONE NELLE STELLE

Reazioni non risonanti indotte da neutroni, reazioni non risonanti indotte particelle cariche.

Reazioni risonanti

4. MISURE DI SEZIONI D'URTO AD ENERGIE D'INTERESSE ASTROFISICO

Misure dirette, Limite delle misure dirette. Screening elettronico in laboratorio e nelle stele

Metodi indiretti, Richiami teorici: Meccanismi di reazione di tipo diretto. Misure indirette: ANC, Coulomb

dissociation, Metodo del Cavallo di Troia, R-matrix, Reazioni inverse

Reazioni con fasci radioattivi.

5. APPARATI SPERIMENTALI E TECNICHE IN ASTROFISICA NUCLEARE


Testi di riferimento

Testi consigliati:

l- Nuclear Astrophysics, C,Rolfs and W.S.Rodney- Cauldrons in the Cosmos,

2- Nuclear Physics of Stars, C. Iliadis, Wiley

Testi da consultare

- Introductory Nuclear Physics, K. S. Krane, Wiley & Sons. Inc.

- Introductory Nuclear Physics, P.E.Hodgson, E.Gadioli, E Gadioli Erba, Oxford Science

Publications

- Introduzione all'Astrofisica Stellare, V. Castellani



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1processi nucleari coinvolti nell'evoluzione stellare 
2struttura del nucleo 
3Q-value 
4sezione d'urto 
5calcolo del rate di reazione 
6metodi indiretti: il THM 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova d'esame si svolgerà con un colloquio orale sui contenuti del corso.

The exam will be held with an oral interview on the contents of the course.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

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