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.

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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 stelle

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.

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.