A.A. 2013-14 Programma dellinsegnamento:

ISTITUZIONE DI FISICA NUCLEARE E SUB NUCLEARE

Istituzioni di Fisica Nucleare Docente : Prof.ssa G. DErasmo (derasmo@ba.infn.it) Inquadramento storico: Radioattivit e Fisica Nucleare Elementi di struttura e sistematica del nucleo: Costituenti del nucleo e dimensioni nucleari - formula semi-empirica delle masse - stabilit dei nuclei - propriet elettromagnetiche dei nuclei Sistema a due corpi e forze nucleari : Il sistema a due corpi - forze nucleone-nucleone - forze di scambio - interazione neutrone-protone e neutrone-neutrone - spin isotopico Modelli e fisica del nucleo atomico: Modello a goccia liquida - modello a gas - modello a shell -modello collettivo Proprieta' dinamiche dei nuclei : decadimento radioattivo - radioattivita' indotta Decadimento : applicazione della formula semiempirica delle masse - relazione tra energia della particella e tempo di dimezzamento (relazione di Geiger-Nuttall) - Teoria di Gamow - Meccanismo del decadimento - Spettri - Radiazione a corto e a lungo range - Fattore di impedimento. Decadimento : modi del decadimento - Ipotesi del neutrino - Spettro energetico - Teoria di Fermi - Tempo di vita media - Classificazione delle transizioni - Cattura elettronica. Decadimento : transizioni radioattive nei nuclei - Probabilita' di transizione - Regole di selezione - Conversione interna - Isomeria nucleare Testo consigliato: Kenneth ,S. Krane: Introductory Nuclear Physics, Ed. J.Wiley & Sons Altri testi: B. Povh, K.Rith.... : Particelle e Nuclei , Ed. Bollati Boringhieri E.Segr: Nuclei e Particelle, Ed. Zanichelli Copia delle trasparenze distribuite a lezione. (Tale materiale pu essere usato come linea guida nello studio degli argomenti trattati, ma NON deve essere considerato in alcun modo)

Istituzioni di Fisica Subnucleare Docente: prof. M. de Palma (mauro.depalma @.infn.it)

I costituenti fondamentali della materia e concetto di particelle elementari, classificazioni delle particelle, interazioni fra particelle: ordini di grandezza dellintensit e del range di azione necessit di acceleratori di particelle, principi base di funzionamento degli acceleratori, esperimenti a bersaglio fisso verso quelli ai collisori, luminosit, concetti base di un apparato sperimentale ai collisori, misure: di momento, di massa, di energia, di vita media e di parametro dimpatto, il protone, lelettrone: scoperta e misura della carica, scoperta del neutrone: esperimento di Chadwich, scoperta del positrone, osservazione sperimentale del e: esperimento di Cowan e Reins, simmetrie e leggi di conservazione, la parit, coniugazione di carica, inversione temporale, cenni al teorema CPT, i raggi cosmici, i muoni, lesperimento di Conversi et al., la scoperta del , lisospin, la scoperta delle particelle strane, la stranezza, simmetria dei mesoni 0

- e dei barioni 1/2

+, puzzle,

violazione della parit nelle interazioni deboli, lesperimento di Wu et al., lelicit, lesperimento di Garwin e Lederman, lantiprotone: esperimento di Segre et al., lantinueutrone: esperimento di Cork

et al., altri antibarioni, il lesperimento di Schwartz et al., il leptone il : esperimento DONUT, i nuovi numeri quantici leptonici, la prova sperimentale dellesistenza di soli tre neutrini, elicit del neutrino: lesperimento di Goldhaber et al., le risonanze adroniche, simmetria delle risonanze barioniche 3/2

+, simmetria delle risonanze mesoniche 1

-, la simmetria SU(3) il modello a

quark statico , interpretazioni delle simmetrie di mesoni e barioni, necessit del colore, decadimento dei mesoni neutri K e antiK, gli autostati di CP, la rigenerazione, oscillazioni di stranezza, lesperimento di Cronin et al., la violazione di CP, gli stati KS e KL, cenni agli esperimenti recenti per la misura della violazione di CP, il modello di Fermi interazione debole (V-A), introduzione della violazione di P, gli accoppiamenti assiali e vettoriali e la costante di Fermi, il propagatore dellinterazione debole, il decadimento debole dei quark, la teoria di Cabibbo, il modello GIM, le correnti neutre, cenni allevidenza sperimentali delle correnti neutre, cenni allinterazione elettrodebole, i bosoni W

e Z

0 e la loro scoperta, la scoperta della J e della , il

quark c e il charmonio, la simmetria SU(4), la scoperta della particella Y e un nuovo quark b, gli altri stati con b, cenni alla scoperta del quark t, cenni alle relazioni fra quark e alla matrice di CKM. Testo di riferimento: I.S. Hughes: Elementary particles II edizione, Cambridge University Press D. H. Perkins: Introduction to High Energy Physics, III edizione, AddisonWesley. 1987.

A.Das, B.Ferbel, Introduction to Nuclear and Particles physics II edizione, World Scientific, 2003. F. Ceradini: Appunti del corso di Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare http://webusers.fis.uniroma3.it/~ceradini/dispense.pdf ( per gentile concessione)