Insegnamento COSMOLOGIA E ASTROPARTICELLE
| Nome del corso di laurea | Fisica |
|---|---|
| Codice insegnamento | GP005514 |
| Sede | PERUGIA |
| Curriculum | Fisica delle particelle elementari |
| Docente responsabile | Nicola Tomassetti |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2021 |
| Erogato | Erogato nel 2022/23 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | FIS/05 |
| Anno | 2 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | Italiano o Inglese a seconda della presenza di studenti stranieri. |
| Contenuti | Cenni di teoria della relatività, equazione di Einstein per il campo gravitazionale, equazioni di Friedmann-Lemaitre, modelli cosmologici, teoria del Big-Bang. Parametri cosmologici, e osservazioni sperimentali per la loro definizione in ambito astrofisico ed astroparticellare. Modello modello ¿CDM. Fisica dell'universo primordiale. |
| Testi di riferimento | Bergstrom & Goobar, Cosmology and Particle Astrophysics. Weinberg, Gravitation and Cosmology. Grupen, Astroparticle Physics. Il materiale delle lezioni con riferimenti a varie risorse disponibili in rete verrà reso disponibile lungo il corso dell'anno sulla piattaforma Unistudium. |
| Obiettivi formativi | Il corso si prefigge di fornire agli studenti un quadro generale degli attuali modelli per descrivere l'evoluzione dell'universo e le problematiche ancora aperte a livello teorico per una sua descrizione. Gli studenti avranno anche un quadro complessivo delle molte connessioni tra il problema cosmologico e lo studio delle interazioni fondamentali a livello teorico e sperimentale. |
| Prerequisiti | Conoscenze base di relatività ristretta e di fisica subatomica sono importanti per poter fruire pienamente dei contenuti del corso. |
| Metodi didattici | Il corso si articola in lezioni frontali, della durata di 2 ore ciascuna. |
| Altre informazioni | Anche se non obbligatoria, la frequenza delle lezioni è fortemente raccomandata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame consisterà in un colloquio orale di 45'-60' circa in cui verranno affrontati i diversi argomenti trattati nel corso. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Introduzione alla fisica dell’universo: osservazioni astronomiche; principio copernicano; principio cosmologico; legge di Hubble-Lemaitre ed espansione dell’Universo. Cosmologia newtoniana, equazioni di evoluzione, equazione del fluido. Cosmologia relativistica: richiami di relatività ristretta; cenni di relatività generale; tensore energia impulso; metrica di Robertson-Walker; equazioni di campo di Einstein. Modelli cosmologici: equazioni di Friedman-Lemaitre e loro soluzioni. Universi di materia e di radiazione. Costante cosmologica ed energia del vuoto. Parametri cosmologici. Il modello ¿CDM. Cosmografia, redshift cosmologico, parametro di decelerazione, tempi, orizzonti e definizione delle distanze cosmologiche. Osservazioni astronomiche, determinazione di distanze e dell'età dell'universo. Particelle nell’universo primordiale: il modello del Big-Bang caldo e le fasi evolutive dell’universo; bariogenesi, nucleosintesi primordiale, disaccoppiamento dei neutrini, ricombinazione. Origine e proprietà della radiazione cosmica di fondo. Meccanismo di inflazione e problemi aperti in cosmologia. Il problema della materia oscura e dell'asimmetria materia-antimateria. Ricerca di antimateria primordiale. Ricerca diretta e indiretta di materia oscura. Raggi cosmici, neutrini e raggi gamma nella ricerca in fisica astroparticellare. |