NUCLEAR ASTROPHYSICS

Il corso si propone di fornire agli studenti un quadro sufficientemente ampio di quella che è la combinazione e la sinergia di competenze di due tra i più affascinanti campi della ricerca scientifica: l'Astrofisica e la Fisica Nucleare. Dopo una trattazione di aspetti peculiari dei due campi di ricerca verranno presentate tecniche sperimentali e approcci teorici che hanno condotto a importanti risultati in Astrofisica Nucleare.

Il corso si propone inoltre di potenziare:

Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione critica delle procedure e delle tecniche sperimentali più avanzate in Fisica Nucleare necessarie per le applicazioni negli ambienti stellari.

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

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Capacità di identificare gli elementi essenziali di un fenomeno, anche in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, per le applicazioni in Astrofisica.

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 nuove misure 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.

Lezioni frontali con esempi applicativi. Seminari di esperti esterni.

Le lezioni saranno tenute in inglese.

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.

Elementi di fisica stellare - evoluzione stellare - processi nucleare nelle evoluzioni stellari - elementi di fisica del nucleo - modelli nucleari - reazioni nucleari - bilancio energetico - sezione d'urto - principali caratteristiche dei rivelatori di particelle cariche

obbligatoria

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 consigliati:

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

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

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

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

I criteri per la valutazione : 1) pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate; 2) livello di approfondimento dei contenuti esposti; 3) capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma.

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

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

Criteria for evaluation: 1) relevance of the answers to the questions posed; 2) level of analysis of the contents presented; 3) ability to link with other topics covered by the program.

The exam can also be carried out online, should the conditions require it.

1) relazione tra aspetti astrofisici e aspetti nucleari;

2) bilancio energetico nelle reazioni nucleari;

3) sezione d'urto;

4) rate di reazione;

5) finestra di Gamow;

6) applicazioni.

1) relationship between astrophysical and nuclear aspects;

2) energy balance in nuclear reactions;

3) cross section;

4) reaction rate;

5) Gamow window;

6) applications.