ISTITUZIONI DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE
Modulo MODULO 2

Anno accademico 2022/2023 - Docente: Sebastiano Francesco ALBERGO

Risultati di apprendimento attesi

Il modulo si propone di presentare agli studenti i fondamenti concettuali e fenomenologici  della fisica subnucleare, ponendo particolare  attenzione al punto di vista  sperimentale. Vengono anche presentati in dettaglio alcuni degli esperimenti e delle tecniche sperimentali che hanno portato a scoperte fondamentali nel campo

In riferimento ai Descrittori di Dublino, questo corso contribuisce ad acquisire le seguenti competenze trasversali:

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del corso gli studenti avranno sviluppato una capacità di ragionamento induttivo e deduttivo. Avranno acquisito le principali nozioni che stanno alla base della sperimentazione e fenomenologia che hanno portato alla scoperta delle particelle elementari e delle loro interazioni a livello fondamentale. Conosceranno i fondamenti del Modello Standard della Fisica delle Particelle.

Capacità di applicare conoscenza:

Con le nozioni acquisite gli studenti saranno in grado di arricchire e approfondire la conoscenza degli argomenti trattati in insegnamenti più avanzati del loro percorso di studio.

Autonomia di giudizio:

Acquisizione della capacità di ragionamento critico

Abilità comunicative

Buone competenze degli strumenti per la gestione dell'informazione scientifica e le ricerche bibliografiche.

Capacità di esporre oralmente, con proprietà di linguaggio e rigore terminologico, un argomento scientifico, illustrandone motivazioni e risultati

Capacità di apprendimento

Capacità di saper aggiornare le proprie conoscenze attraverso la lettura di pubblicazioni scientifiche, in lingua italiana o inglese, nei vari campi delle discipline fisiche, anche non specificamente studiati durante il proprio percorso formativo.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Il seconto modulo si articola in poco più di 5 settimane. Per ciascuna settimana si svolgono 4 ore di lezioni frontali, per un totale di 21 ore  (3 CFU)

Prerequisiti richiesti

Conoscenza della Fisica Generale, Derivate, Integrali, Equazioni differenziali. 

Frequenza lezioni

La frequenza al corso è di norma obbligatoria (consultare il Regolamento Didattico del Corso di Studi)

Contenuti del corso

MODULO 2

Il corso si articola in undici  lezioni frontali  da due ore ciascuna

  • Richiami e Generalità
    • Il concetto di particella e i suoi numeri quantici
    • Fermioni e bosoni. Particelle e antiparticelle
    • Le forze di Yukawa
    • Elementi di cinematica relativistica
    • Le unità di misura naturali

 

 

  • Il Modello a Quark e la carica di colore
    •  Mesoni e  Barioni. 
    • Classificazione in multipletti
    • Numeri quantici adronici: Barionico,  Isospin,  Stranezza,  Charm, Bottom, Top
    • Il colore;
    • Libertà asintotica e confinamento.
    • Getti di adroni
    • Polarizzazione del vuoto.
    •  Esperimenti di scoperta della particella J/PSI
    • Charmonio e Bottomio.
    •  Deep Inelastic Scattering  e-e ed e-p, Fattori di Forma, Funzione di Struttura

                                                                                    

  • Le interazioni deboli
  • Richiami del decadimento beta
  • Decadimento del pione, del muone, del Kaone.
  • Violazione della parità nei decadimenti deboli. 
  • L’unificazione elettrodebole  di Glashow, Salam e Weinberg
  • La scoperta delle correnti neutre: l’esperimento Gargamelle
  • La scoperta  dei bosoni vettori W e Z: gli esperimenti UA1 e UA2

Testi di riferimento

  1. Particle Physics, B.R. Martin, G. Shaw, John Wiley and Son
  2. D.H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, D.H.  Addison-Wesley

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1fermioni, bosoni particelle e antiparticelleParticle Physics, B.R. Martin, G. Shaw, John Wiley and Son
2Il Modello a Quark e la carica di coloreParticle Physics, B.R. Martin, G. Shaw, John Wiley and Son
3Le interazioni deboliD.H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, D.H. Addison-Wesley
4altri argomenti di fenomenologia della fisica subnucleareD.H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, D.H. Addison-Wesley

VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Modalità di verifica dell'apprendimento

esame orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

simmetria di parità

massa invariante

scoperta J/PSI

modello a quark