| Programma | Introduzione generale ai contenuti del corso: livelli di struttura fine negli atomi e fattore di Landé.
Atomo in un campo esterno: effetto Zeeman ed effetto Paschen Back in un campo magnetico, effetto Stark in un campo elettrico; accoppiamento e disaccoppiamento dei momenti angolari elettronici in un campo magnetico esterno.
Struttura iperfine nei livelli atomici: spin nucleare e accoppiamento tra momenti angolari elettronici e nucleari.
Selezione di stato con campi magnetici disomogenei: richiami sull'esperimento di
Stern-Gerlach; proprietà generali dei selettori magnetici di Rabi e di
Rabi-Millan-Zacharias; metodo in trasmissione e metodo in deflessione.
Comportamento di atomi con struttura iperfine in un campo magnetico esterno: trattazione completa del caso J = ½ ed I qualunque; energie Zeeman e momenti magnetici in funzione del campo magnetico applicato; casi limite di accoppiamento dei momenti angolari.
Natura e proprietà del potenziale di interazione intermolecolare: sistemi a guscio chiuso e sistemi anisotropi; disaccoppiamento dei momenti angolari atomici nel campo elettrico interatomico o intermolecolare: potenziali adiabatici di interazione e diagrammi di correlazione tra stati atomici e stati molecolari.
Introduzione alle tecniche sperimentali per lo studio di proprietà collisionali: produzione e controllo delle condizioni di vuoto, produzione e rivelazione in fase gassosa di fasci atomici e molecolari.
Fasci atomici e fasci molecolari: fasci effusivi e distribuzione in velocità; fasci supersonici e termodinamica del processo di espansione, numero di Mach, velocità di flusso e distribuzione delle velocità; fasci seminati e loro applicazioni; effetti di rilassamento ed allineamento dei momenti angolari nella formazione ed espansione dei fasci seminati.
Alcune applicazioni dei fasci: cenno allo studio dei "clusters", rallentamento e confinamento di atomi con l'uso combinato di fasci "Laser" e fasci atomici.
Collisioni in meccanica classica: sistemi di riferimento nel laboratorio e nel centro di massa; diagrammi di Newton; collisioni ed osservabili sperimentali: sezione d'urto differenziale e totale; trattazione classica di processo collisionale da campo centrale: relazione tra potenziale di interazione e angolo di deflessione.
Sezioni d'urto: sezioni d'urto in meccanica classica e singolarità nel loro comportamento; richiami della trattazione quantistica del processo collisionale; onde parziali, ruolo e proprietà dello sfasamento della singola onda.
Trattazione semiclassica del processo collisionale: relazione tra sfasamento e traiettoria; sfasamento definito secondo varie approssimazioni (Jeffreys, Wentzel, Kramers, Brillouin (JWKB) e Jeffreys, Born (J B)); definizione di sezione d'urto nell'approssimazione semiclassica.
Natura e proprietà degli effetti di interferenza quantomeccanica nelle collisioni: fenomeni di diffrazione, arcobaleno ed aureola e loro dipendenza dal potenziale di interazione; scelta delle condizioni sperimentali per la misura di effetti di interferenza nelle collisioni: esempi di risultati sperimentali e discussione.
Collisioni tra particelle identiche: restrizioni imposte dalla simmetria del problema e oscillazioni di simmetria; effetti di risonanza dovuti al fenomeno della particella orbitante.
Collisioni da potenziale anisotropo: schemi approssimati di trattazione, esempi e loro discussione; importanza dell'uso di fasci atomici e fasci molecolari polarizzati nello studio delle proprietà delle sezioni d'urto e della dinamica collisionale da potenziale anisotropo; parallelismo tra rotazione molecolare e collisione. |
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