Università degli Studi di Perugia

Esame orale

In genere la maggior parte degli studenti supera l'esame nelle due sessioni

successive alla fine del corso. La media riportata e' elevata, attorno a 26-27/30; la distribuzione

non e' omogenea, presentando due picchi distinti attorno a 25/30 e a 30/30.

Saranno fissate in Novembre 2013

nessuna

A) Proprieta' dei sistemi nucleari e subnucleari

In questa prima parte del Corso
sara' sufficiente ipotizzare, su base
sperimentale, che la forza nucleare sia fortemente attrattiva
e a corto range, senza specificarne ulteriormente le caratteristiche.

1) Terminologia. Sistema Naturale di Unita' di misura.

2) Concetto di sezione d'urto; sezione d'urto di Rutherford classica
e quantistica. Scoperta del nucleo atomico.

3) Dimensioni dei sistemi nucleari e subnucleari:
fattore di forma di una distribuzione di carica.
Densita' nucleari.

4) Reazioni nucleari. Leggi di conservazione. Scoperta
del neutrone.

5) Masse ed energia di legame dei sistemi nucleari
e subnucleari. Modello a goccia del nucleo. Formula semiempirica delle masse.

6) Leggi del decadimento radioattivo. Radioattivita'.
Tipi di decadimento. Metodi di datazione.

7) Il nucleo come sistema di molti corpi interagenti.
Caratteristiche: spin, parita'.

8) Proprieta' elettromagnetiche dei sistemi nucleari e subnucleari.
Momenti di multipolo elettrico e magnetico.

9) Principio della Risonanza Magnetica Nucleare. Descrizione
quantistica e classica. Cenni alle applicazioni.

10) Esercizi di riepilogo sulla prima parte.

B) - Struttura dei nuclei atomici

Questa parte del Corso consiste in un'introduzione
alla struttura quantomeccanica dei nuclei.

11) Somma di momenti angolari in Meccanica Quantistica.
Coefficienti di Clebsch Gordon.

12) Invarianza dalla carica delle forze nucleari.
Spin isotopico. Il nucleone.

13) Sistema di due particelle e di due nucleoni immersi
in un potenziale centrale esterno;
Sistema di due particelle e di due nucleoni interagenti
con un potenziale centrale. Il caso generale di N particelle.

14) Introduzione allo scattering quantistico non relativistico
da potenziale centrale. Metodo degli sfasamenti.

15) Equazione di Lippmann - Schwinger.
Funzione di Green. Approssimazione di Born.

16) Sezione d'urto differenziale e totale. Teorema Ottico.
Concetto di lunghezza di scattering.

17) Il potenziale realistico nucleone-nucleone.
Il deutone: interazioni non centrali e forze tensoriali.

18) Il Modello a shell nucleare - 1. Trattazione elementare.

19) Il Modello a shell nucleare - 2. Correzione di spin-orbita.
Riproduzione dei numeri magici. Successo e limiti del modello a shell.
Cenni ad altri modelli dinamici.

20) Interazione di scambio. Potenziale di Yukawa.

21) Esercizi di riepilogo sulla seconda parte.

C) Interazioni fondamentali, Fisica Subnucleare, applicazioni.

Nell'ultima parte del Corso verranno introdotte le interazioni
fondamentali, usando come laboratorio il nucleo e il nucleone, visti come
sistemi quantistici di particelle interagenti.

22) Le Interazioni fondamentali. Particelle elementari
del modello standard. Interazioni nucleari forti.
Cenni alle simmetrie SU(N) in fisica subatomica.

23) Modello a quark statico, multipletti barionici e mesonici,
funzioni d'onda di spin-sapore.

24) Il colore. Cenni alla moderna teoria delle interazioni forti.
Esempio nel modello a quark statico:
momenti di dipolo magnetico di protone e neutrone.

25) Esempio di un semplice modello dinamico:
calcolo dei fattori di forma elettromagnetici del protone.

26) Decadimento alfa.

27) Il decadimento beta. Il neutrino. Teoria di Fermi del decadimento beta
nucleare.

28) Interazioni deboli. Violazione della conservazione della parita'.

29) Fissione nucleare. Cenni alle applicazioni.

30) Fusione nucleare. Cenni alle applicazioni.

31) Nucleosintesi stellare.

32) Esercizi di riepilogo sull'ultima parte.

Teoria elementare della diffusione, struttura elettromagnetica di nucleoni e nuclei, modelli di struttura del nucleo e del protone, introduzione alle particelle elementari

lezioni frontali

S. Krane, "Introductory Nuclear Physics", Wiley, 1988.

A. Das, T. Ferbel, "Introduction to Nuclear and Particle Physics",
World Scientific, 2003.

C. Bernardini, C. Guaraldo, "Fisica del Nucleo", Editori Riuniti, 1982.

A.G. Sitenko, V.K. Tartakovski, "Lectures on the Theory of
the nucleus", 1975.

W.S.C. Williams, "Nuclear and Particle Phyisics", Oxford,
1990.

K. Heyde, "Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics", IOP, 1994

Acquisizione di nozioni elementari di fisica subatomica

primi di Marzo 2011, fine Maggio 2011

lunedi 11-13
martedi 11-13
mercoledi 11-13

esercitazioni e ricevimento studenti, lunedi e venerdi, 15:00-17:00

libera

Aula E, dipartimento di Fisica