NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS II

1 – Elementi di teoria dei gruppi e di teoria del momento angolare

Strutture algebriche e relazioni d’ordine – definizione di gruppo astratto – esempi di gruppi – gruppi abeliani – classi resto modulo n – esempi e notazioni di gruppi classici di matrici – gruppo di Lorentz – sottogruppi –classi di equivalenza – sottogruppi invarianti – gruppo quoziente – omomorfismi ed isomorfismi tra gruppi – generatori dei gruppi discreti – ordine di un elemento – gruppi ciclici e loro generatori – gruppi continui – gruppi ed algebra di Lie – costanti di struttura – azioni di un gruppo su un insieme – orbite – rappresentazione di un gruppo – rappresentazioni equivalenti – rappresentazioni riducibili ed irriducibili –Lemma di Schur – prodotto di rappresentazioni e serie di Clebsch-Gordan – permutazioni e gruppi di simmetria – schemi di Young – il deutone nello schema di Young – shell aperte e schemi di Young – i barioni nello schema di Young.

Trasformazioni di parità – accoppiamento dei momenti angolari in fisica subatomica – tensori sferici e matrici di rotazione – accoppiamento di due momenti angolari e coefficienti di Clebsch-Gordan – simboli 3j di Wigner – accoppiamenti di 3 momenti angolari nelle reazioni nucleari: coefficienti di Racah e simboli 6j –simboli 9j – teorema di Wigner-Eckart.

2 – La fissione nucleare e la fisica dei neutroni

Sorgenti di neutroni – reazioni nucleari indotte da neutroni – rallentamento dei neutroni – neutroni termici – neutroni di risonanza – spettroscopia neutronica: monocromatori e selettori – diffrazione di neutroni da cristalli – scoperta della fissione – proprietà dei frammenti di fissione – rivelazione dei neutroni della fissione – neutroni ritardati – energetica e meccanismo della fissione – fissione spontanea – isomeri di fissione e gruppi di risonanze – sezioni d’urto di fissione: nuclei fissili e fertili – funzionamento di un reattore nucleare – formula dei quattro fattori – diffusione dei neutroni – buckling e condizioni di criticità – lunghezze di migrazione e assorbimento – cenni sulla cinetica del reattore – equazione inhour.

3 – Alcune caratteristiche dell’interazione debole

I leptoni e il numero di famiglia – classificazione dei processi dovuti alle interazioni deboli – la costante di Fermi e la carica debole – decadimento del muone – diffusione neutrino-elettrone – correnti neutre - l’universalità leptonica – i quark e l’interazione debole – angolo di Cabibbo – matrice CKM – elicità e decadimento del pione – bosoni W± e Z0 reali – modi di decadimento di W± e Z0 – unificazione elettrodebole: angolo di Weinberg – oscillazioni di stranezza – fenomeni di rigenerazione - violazione di CP.

Per il primo capitolo:

1. V. I. Smirnov, Corso Superiore di Matematica, vol. III pt. I, MIR

2. B. Baumslag, B. Chandler, Teoria dei Gruppi, Etas Libri

3. J.M. Irvine, Nuclear Structure Theory, Pergamon

4. A. Messiah, Mecanique Quantique, vol. II, Dunod

Per il secondo capitolo:

1. E. Segrè, Nuclei e Particelle, II edizione, Zanichelli

2. K.N. Mukhin, Experimental Nuclear Physics, MIR

3. D.J. Littler, J.F. Raffle, Reattori Nucleari - Fondamenti teorici, Einaudi

Per il terzo capitolo:

1. A. Bettini, Introduction to Elementary Particle Physics, Cambridge

2. B. Povh et al, Particelle e Nuclei, Bollati Boringhieri

3. F. Halzen, A.D. Martin, Quarks & Leptons, Wiley

Per la parte di esercizi:

I. Lombardo, Problemi di fisica nucleare e subnucleare, CEA Zanichelli