Insegnamento FISICA ADRONICA

Corso
Fisica
Codice insegnamento
A002519
Sede
PERUGIA
Curriculum
Fisica teorica
Docente
Matteo Rinaldi
Docenti
  • Matteo Rinaldi
  • Sergio Scopetta (Codocenza)
Ore
  • 21 ore - Matteo Rinaldi
  • 21 ore (Codocenza) - Sergio Scopetta
CFU
6
Regolamento
Coorte 2021
Erogato
2022/23
Attività
Affine/integrativa
Ambito
Attività formative affini o integrative
Settore
FIS/04
Tipo insegnamento
Opzionale (Optional)
Tipo attività
Attività formativa monodisciplinare
Lingua insegnamento
ITALIANO
Contenuti
Introduzione alla Fisica adronica. Introduzione ai modelli della struttura dei nucleoni. Introduzione alla meccanica quantistica Light-Front. Definizione delle funzioni di distribuzione partoniche per processi inclusivi.
Introduzioni a processi esclusivi e semi-inclusivi per nucleoni e nuclei leggeri.
Testi di riferimento
1) "Leptons, Hadrons and nuclei" - Florian Scheck
2) V. Barone et al, “Transverse Polarisation of Quarks in Hadrons”, Phys. Rept. 359
(2002) 1-168
3) "Quarks and Leptons" - F. Halzen, A.D. Martin
4) F.E. Close, “An Introduction to quarks and partons”, Academic Press, 1979
5) B. Povh et al., “Particles and Nuclei”, Springer, 1999
6) R. L. Jaffe, “Spin. twist and hadron structure in Deep Inelastic Scattering processes”,
e-Print: hep-ph/9602236
7) S. Scopetta and V. Vento, “Helicity dependent parton distributions”, Scholarpedia 6
(2011) 10226, DOI: 10.4249/scholarpedia.10226
8) S. Boffi, “Le forme di Dirac”, Bibliopolis, 2007
9) S. J. Brodsky, H. C. Pauli and S. S. Pinsky, ‘Quantum chromodynamics and other
field theories on the light cone,” Phys. Rept. 301 (1998), 299-486
Obiettivi formativi
Il corso rappresenta il primo approccio alla
Fisica adronica delle alte alte energie.
Gli obiettivi principali dell'insegnamento sono quelli di fornire agli studenti le basi per avvicinarsi ai problemi ancora aperti della struttura degli adroni e dei nuclei.

Le principali conoscenze acquisite saranno:

- Principi di meccanica quantistica Light-Front
- Modelli per la struttura degli adroni
- descrizione di processi inclusivi, semi-inclusivi ed esclusivi
su nucleoni liberi e nuclei leggeri
Prerequisiti
Relatività Speciale
Meccanica quantistica
Fisica Subatomica
Metodi didattici
Lezioni frontali
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale
Programma esteso
1. Richiami su simmetrie SU(N) e modello a quark statico.
2. Dinamica non relativistica: Oscillatore Armonico (HO); “One gluon exchange”: Mod-
ello di Isgur e Karl (IK).
3. Un primo modello relativistico: MIT bag model.
4. Diffusione elastica: Fattori di forma elettromagnetici da correnti relativistiche. Pro-
prietà, limite non relativistico e risultati sperimentali.
5. Esempio di calcolo dei fattori di forma con modelli HO, IK, MIT.
6. Diffusione profondamente anelastica (DIS). Tensore adronico e funzioni di struttura.
7. Modello a partoni. Bjorken scaling. Definizione e proprietà delle parton distribution
functions (PDFs).
8. “Light-Cone dominance”; fattorizzazione nel DIS; Correlatori sul cono luce.
9. Cenni alle equazioni di evoluzione dinamica di QCD e violazione allo scaling.
10. Esempi di calcolo delle PDFs con modelli a quark.
11. Meccanica hamiltoniana relativistica (RHD). Forme della dinamica.
12. Introduzione alla meccanica quantistica sul fronte di luce (LF). Cenni di QCD sul
fronte di luce. Rappresentazione LF della funzione d’onda degli adroni.
13. Confronto tra il calcolo di PDFs nel limite non relativistico instant form (standard)
con il caso LF.
14. Problemi aperti nello studio della struttura del nucleone: “spin crisis”.
15. Quark nei nuclei: “effetto EMC”.
16. Introduzione ai processi esclusivi duri. Deeply virtual Compton Scattering. Dis-
tribuzioni partoniche generalizzate (GPDs): proprietà e prospettive.
17. Introduzione allo scattering partonico doppio (DPS). Definizione delle distribuzioni
partoniche doppie (dPDFs). Proprietà e prospettive.
18. Esempi di calcolo di GPDs e dPDFs con modelli a quark.
19. Introduzione a processi semi-inclusivi. Definizione di transverse momentum depen-
dent PDFs (TMDs). Proprietà e prospettive.
20. Situazione sperimentale. L’Electron Ion Collider.
21. Cenni alle strutture adroniche esotiche: le glueballs. Introduzione ai modelli olografici
per la QCD non perturbativa.
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