TEORIA DELLE REAZIONI NUCLEARI
Anno accademico 2016/2017 - 1° anno - Curriculum FISICA NUCLEARE E SUB-NUCLEARECrediti: 6
SSD: FIS/02 - FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 115 di studio individuale, 35 di lezione frontale
Semestre: 2°
Obiettivi formativi
- Fornire gli elementi di base della teoria dello scattering applicata allo scattering tra nucleoni e alle reazioni nucleari.
- Introdurre al trattazione e fenomenologia delle reazioni tra ioni pesanti alle energie intermedie dalle reazioni di deep-inelastic alla transizione liquido-gas della materia nucleare.
Contenuti del corso
Scattering e reazioni nucleari - Reazioni elastiche e inelastiche; Cinematica delle reazioni nucleari; Teoria classica dello scattering; Caratteristiche qualitative delle reazioni nucleari. Teoria quantistica dello scattering. Descrizione in onde parziali: sfasamenti ed interferenze. Hard-Sphere Scattering. Scattering a basse energie; stati legati e risonanze di scattering; Lunghezza di scattering, effective range e interazione nucleare. Approssimazione di Born per reazioni elastiche e inelastiche. Modello a doppio potenziale e approssimazione di Born in onde distorte (DWBA). Reazioni dirette: stripping, pick-up e knock-out. Descrizione reazione di pick-up (p.d). Scattering quantistico coulombiano. Approssimazione impulsiva. Approssimazione eikonale. Reazioni con scambio di carica e legame con decadimento beta. Reazioni di nucleo composto. Teoria empirica del potenziale ottico. Accenno ai metodi indiretti per lo studio delle reazioni nucleari.
Collisioni nucleari ad energia intermedia - Equazione di stato della materia nucleare. Isospin ed energia di simmetria. Dinamica nucleare nello spazio delle fasi. Trasformata di Wigner e sue proprietà. Approssimazione semiclassica. Equazioni del trasporto Boltzmann-Nordheim-Vlasov, estensione alla dinamica stocastica. Zero e First sound in materia nucleare. Dalla deep-inelastic alle reazioni partecipante-spettatore. Dalla Fusione incompleta alla multiframmentazione. Il meccanismo spinodale per la dinamica della transizione liquido-gas in materia nucleare. Meccanismo di formazione di Neck, instabilità di superficie e trasporto di isospin. Flussi collettivi radiali, trasversi ed ellittici
Testi di riferimento
- J.J. Sakurai, Meccanica Quantistica Moderna, Ed. Zanichelli, 1990 - Capitolo 7
- G. R. Satchler, Introduction to Nuclear Reaction, Macmillian Education, 1990.
- G. R. Satchler, Direct Nuclear Reaction, Oxford University Press, 1983.
- C.A. Bertulani, P. Danielewicz, Introduction to Nuclear Reactions, IOP Publishing, London, 2004
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Formulazione scattering in meccanica quantistica | |
| 2 | Scattering in onde parziali e phase shift | |
| 3 | Approssimazione di Born per lo studio di reazioni dirette | |
| 4 | Equazione di stato della materia nucleare | |
| 5 | Equazione del trasporto per la dinamica delle collisioni tra ioni pesanti | |
| 6 | Teoria classica: grazing e rainbow nucleare |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Orale con almeno 3-4 domande principalmente sui seguenti argomenti
- teoria classica dello scattering, scattering quantistico elastico e/o inelastico, reazioni nucleari dirette, collisioni tra ioni pesanti ed equazione di stato della materia nucleare.
E' richiesta la capacità di sapere svolgere i passaggi essenziali che portano alle varie formule di base della teoria delle reazioni nucleari