HADRONIC PHYSICS WITH ELECTROWEAK PROBES

Anno accademico 2021/2022 - 2° anno - Curriculum NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS
Docenti: Catia Maria Annunziata PETTA e Rossella CARUSO
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

Il corso si propone di fornire agli studenti, a prescindere dal curriculum di studi che essi hanno scelto, una formazione avanzata e critica sulla fisica dei neutrini, considerando sia le questioni attualmente aperte per la loro comprensione che gli esperimenti sviluppati negli ultimi decenni e gli altri attualmente in via di realizzazione, oltre che il loro impatto anche in astrofisica e in cosmologia. L'approccio seguito è di tipo osservativo-sperimentale.

Conoscenza e capacità di comprensione

Comprensione critica degli sviluppi più avanzati della Fisica Moderna sia negli aspetti teorici che sperimentali e delle loro interconnessioni. 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 utilizzo di strumenti di calcolo matematico analitico e numerico e delle tecnologie informatiche, incluso lo sviluppo di programmi software.

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 presentare una propria attività di ricerca o di rassegna a un pubblico di specialisti o di profani.

Capacità di apprendimento

Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze. Capacità di accedere alla letteratura specializzata sia nel campo prescelto che in campi scientificamente vicini. 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

L'insegnamento verrà svolto in lingua inglese, mediante lezioni frontali. Potranno essere avviate attività di ricerca e seminariali con coinvolgimento anche degli stessi studenti.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato sopra, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Frequenza del corso di "Fisica Nucleare e Subnucleare".


Frequenza lezioni

Di norma obbligatoria.


Contenuti del corso

  • Ipotesi del neutrino ed evidenze sperimentali
  • Proprietà dei neutrini
  • Il neutrino dello Standard Model
  • Neutrini come sonda della struttura nucleare
  • Masse dei neutrini e la fisica oltre lo Standard Model
  • Determinazioni diretta della massa
  • Decadimento doppio-beta
  • Oscillazioni di neutrino
  • Neutrini atmosferici, solari, da supernovae
  • Neutrini UHE
  • Neutrini in cosmologia

Testi di riferimento

  1. Zuber, K., Neutrino Physics, CRC Press
  2. B. R. Martin; G. Shaw, Particle Physics, Wiley
  3. Donald H. Perkins, Introduction to high energy physics, Cambridge
  4. David J. Griffiths, Introduction to elementary particles, Wiley
  5. Carlo Giunti; Chung Wook Kim, Fundamentals in neutrino physics and astrophysics, Oxford University Press
  6. F. Halzen; Alan D. Martin, Quarks an leptons: an introductory course in modern particle physics, Wiley


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Neutrino hypothesis and historical experiments1-5 
2Properties of neutrinos1-5 
3The Standard Model neutrino1-5 
4Neutrinos as a probe of the nuclear structure1-5 
5Neutrino masses and physics beyond the Standard Model1-5 
6Direct neutrino mass searches
7Double-beta decay
8Neutrino oscillations1-5 
9Atmospheric, solar neutrinos and neutrinos from supernovae
10UHE neutrinos
11Neutrinos in cosmology

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Verifica orale con presentazione di una tesina finale. I criteri di valutazione riguardano la padronanza ed il livello di approfondimento rispetto ai contenuti esposti, la capacità di collegamento con argomenti svolti anche in altri corsi, la capacità di presentare con chiarezza e correttezza gli argomenti richiesti.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Tutti gli argomenti trattati durante il corso saranno oggetto d'esame.