SEMINARIO DI FISICA MODERNA, FONDAMENTI E APPLICAZIONI

Responsabile didattico: Diego Cauz

Durata: 28 ore

Periodo didattico: secondo semestre

Programma

SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE - FIS/01 

ARGOMENTO DOCENTE ORE

Dalla fisica classica alla MQ

G. Giugliarelli RU DPIA   2

Concetti fondamentali e applicazioni

Giugliarelli   2

MQ relativistica

Giugliarelli    2 

Fondamenti della RS

P. Giannozzi PA DMIF   2

Cinematica, processi esemplari

Giannozzi   2

Interazioni radiazione-materia

L. Santi PA DMIF   2

Sciami e.m. e adronici 

Santi   2

Rivelatori di particelle

Santi   2

Modello standard

M. Cobal PO DPIA   1

Leptoni e quark

Cobal   2

Forze fondamentali

Cobal   1

Applicazioni mediche

A. Vacchi PStr DMIF   2

Multi-Wavelength in astrofisica

Vacchi   2

La scoperta dei leptoni

D. Cauz RU DMIF   1

Sorgenti di neutrini. Oscillazioni

Cauz   2

Esperimenti di oscillazione

Cauz   1
Totale    28

 

Giugliarelli (6 h)

- Crisi della fisica classica (con cenni al corpo nero, all'effetto fotoelettrico e altro). Concetti base della meccanica quantistica e costruzione dell'equazione di Schroedinger (2 h).

- Funzione d'onda e probabilità, principio d'indeterminazione, stati stazionari, quantizzazione dei livelli. 

Semplici applicazioni: particella in una scatola, barriera di potenziale, oscillatore armonico (cenni) (2 h).

- Meccanica quantistica relativistica: equazioni di Klein-Gordon e Dirac, antiparticelle e diagrammi di Feynman (2 h).

Giannozzi (4 h)

Principio di relativita' di Einstein e sue conseguenze: relativita' della simultaneita', dilatazione del tempo e contrazione dello spazio.

Concetto di spazio-tempo, trasformazioni di Lorentz, formalismo dei quadrivettori.

Cinematica relativistica: il quadrivettore energia-momento.

Unita' di misura relativistiche.

Esempi di processi relativistici: diffusione, collisioni, decadimenti.

Santi (6 h)

- Interazione radiazione-materia.

I principali meccanismi di perdita di energia della radiazione nella materia, per particelle cariche (ionizzazione, bremsstrahlung) e per raggi gamma (scattering Compton, creazione coppie, effetto fotoelettrico)

Le caratteristiche degli sciami elettromagnetici ed adronici.

- Tipologie di rivelatori.

In particolare, rivelatori per detector traccianti e per calorimetri.

Cobal (4 h)

- Introduzione e basi del Modello Standard (1 h)

            Breve storia della formulazione. Verifiche del Modello Standard e limitazioni.

- Leptoni e quarks (2 h)

            Proprietà di leptoni e quark. Loro scoperta.

- Forze fondamentali (1 h)

Bosoni di gauge, Forza elettromagnetica, debole e forte. Verso l’unificazione: interazione elettrodebole.

Vacchi (4 h)

- Applicazioni della fisica alla medicina (2 h) 

               - antimateria: il positrone e il suo uso nella diagnostic medica;

- dagli acceleratori per la fisica delle alte energie all’adroterapia, un mezzo efficace per il trattamento del cancro.

- Prospettive multi-wavelength in astrofisica (2 h) 

- un breve sguardo all’astrofisica moderna e agli strumenti che permetteranno di raggiungerne gli ambiziosi obiettivi.

Cauz (4 h)

- Le idee e gli esperimenti che hanno portato alla scoperta dei leptoni (1 h).

- Neutrini prodotti da reattori nucleari e acceleratori di particelle, neutrini solari e atmosferici. La scoperta dell’oscillazione dei neutrini (2 h).

- Esperimenti passati e presenti sull’oscillazione dei neutrini (1 h).

 

 


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