FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE CON ESERCITAZIONI

A.A. di erogazione 2020/2021
Insegnamento obbligatorio

Laurea triennale in Fisica
 (A.A. 2018/2019)
Anno di corso: 
3
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (FIS/04)
Crediti: 
8
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
64
Dettaglio ore: 
Lezione (64 ore)

L'obiettivo del corso è fornire agli studenti le nozioni di base della struttura nucleare e delle interazioni nucleari e subnucleari nonché delle tecniche teoriche e sperimentali necessari per il loro studio. Il tutto viene presentato nell'ambito della fisica moderna con l'applicazione della meccanica quantistica e con l'utilizzo della meccanica relativistica. Sono presentati anche la fisica di base della produzione di energia nucleare e del funzionamento del Sole.

Fisica quantistica con esercitazioni (Modulo 1)
Elettromagnetismo (Moduli 1 e 2)

• Introduzione – Fondamenti della Meccanica Quantistica e Relativistica:
› La dualità onda–corpuscolo e il principio di indeterminazione;
› Le trasformazioni di Lorentz;
› La formulazione covariante a quattro dimensioni spazio–temporali;
› Richiami dell’elettromagnetismo classico.

• La Struttura del Nucleo e i Processi Nucleari:
› Le caratteristiche dei nuclei;
› L'energia di legame e la stabilità;
› Modelli del nucleo – a goccia di liquido, a shell, a gas di Fermi;
› Decadimenti alfa, gamma e beta;
› Catene di decadimento radioattivo naturali;
› Il deutone e la diffusione nucleone–nucleone a bassa energia;
› Fissione, fusione e i principi del reattore nucleare.

• L'Interazione Radiazione–Materia:
› Introduzione alle forme di radiazioni;
› Concetto e definizione della sezione d'urto;
› L’esperienza di diffusione di Rutherford;
› Regola d'oro di Fermi.
› Le interazioni di fotoni con la materia;
› La propagazione di neutroni in materia;
› Raggi cosmici e le loro interazioni con l'atmosfera.

• I Rivelatori di Radiazioni e di Particelle:
› La classificazione dei rivelatori;
› Le caratteristiche generali – spettri, risoluzione, statistiche;
› Rilevatori a gas;
› Rivelatori a semiconduttore;
› Scintillatori;
› CCD.

• Acceleratori di Particelle:
› Classificazione degli acceleratori;
› Acceleratori lineari;
› Betatrone, ciclotrone, sincrotrone.

• Il Modello Standard delle Fisica delle Particelle Elementari:
› Classificazione delle particelle elementari;
› L'interazione elettrodebole;
› L'interazione nucleare forte;
› La grande unificazione e oltre.

Lezioni convenzionali alla lavagna, le lezioni di esercitazione in aula comprese, per un totale di 64 ore.

L'esame di profitto prevede un’unica prova scritta finale. Con lo scopo di verificare la capacità dello studente di affrontare e risolvere problemi in fisica nucleare e subnucleare, usando le tecniche illustrate ed esemplificate durante il corso, vengono proposti vari quesiti di meccanica classica, quantistica e relativistica, struttura nonché interazioni nucleari. Inoltre, per accertare le capacità espositive nell'ambito della fisica nucleare e subnucleare, agli studenti viene chiesto di svolgere due temi inerenti al corso a scelta da una lista ampia.

Le note scritte saranno rese disponibili online tramite la piattaforma di E-learning: https://elearning.uninsubria.it/.
Testi supplementari suggeriti ma non obbligatori:
Povh et al., “Particelle and Nuclei”, Bollati Boringheri, 1998;
Krane, “Introductory Nuclear Physics”, John Wiley & Sons, 1987.

Orario di ricevimento:
su appuntamento (contattare philip.ratcliffe@uninsubria.it)

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A.A. 2020/2021

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2019/2020

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

Anno di corso: 3
Curriculum: PERCORSO COMUNE