PROGRAMMI-Curr -A

BOZZA PROGRAMMI Curr A
Fisica Nucleare e SubNucleare Sperimentale
a) Laboratorio di Fisica Subnucleare e Metodi sperimentali
Hanno programmi complementari e in parallelo e trattano l'interazione radiazione
materia e le tecniche di rivelazione (Scintillatori, rivelatori a Gas, rivelatori a stato
solido etc.). Nel corso di laboratorio si affrontano alcune applicazioni pratiche.
b) Fenomenologia delle particelle Elementari.
Le interazioni fondamentali. Interazioni tra adroni a basse energie e il modello
statico a quark – Adroni e quark. Interazioni deboli e neutrini
c) Fisica Astroparticellare e ai Collisori.
Trattazione fenomenologica delle due tematiche di fisica. Vengono affrontati sia gli
argomenti specifici, presentate le principali scoperte nel settore sempre in termini
fenomenologici e descritti i principali apparati sperimentali che hanno portato alle
scoperte.
d) Laboratorio di elettronica e ACQ. Elettronica
più avanzata per l'acquisizione dati e tecniche di acquisizione dati (VME, LabView).
e) Laboratorio di Analisi Dati.
Applicazione di tecniche di analisi dati su campioni di dati reali o simulati. Analisi
multivariata, discriminatori, e regressione con funzioni complesse. Correlazioni e
regioni di confidenza di parametri correlati.
f) Astrofisica Nucleare
Struttura stellare. Fusione nucleare. Reazioni nucleari nelle stelle della sequenza
principale. Reazioni nucleari nelle stelle giganti rosse. Nane bianche. Supernovae.
Stelle di neutroni. Nucleosintesi
g) Laboratorio di Fisica Computazionale
Problemi agli autovalori. Equazione delle Onde. Equazione di Schroedinger
stazionaria mono-dimensionale. Diffusione. Operazioni su matrici. Equazioni alle
derivate parziali ellittiche. Metodi di Montecarlo.
Fisica Teorica
a) Meccanica Quantistica Relativistica
Forma Relativistica Eq Maxwell. Quantizzazione del campo EM. Op. Hamiltoniano,
Momento, Spin. Teorema di Noether. Matrice S. Decadimenti atomici. Lamb shift.
Eq Klein-Gordon. Soluzione di particella libera e con potenziale. Limite non
relativistico. Stati a energia negativa. Propagatore. Matrice S. Diffusione di particelle
scalari cariche. Eq Dirac. Invarianza di Lorentz. Spinori. Covarianza e invarianti.
Quantizzazione. Soluzione per particella libera. Stati a energia negativa, Limite
nonrelativistico, Parità , Coniugazione di carica. Time reversal. PCT
Propagatore di Dirac. Matrice S. Interazione Elettromagnetica per particelle di Dirac.
Applicazioni. Elicita’. Sviluppi perturbativi. Introduzione ai diagrammi Feynman.
Processi elementari in Elettrodinamica quantistica.
b) Fisica Teorica delle Particelle
Sviluppi della QED: Correzioni radiative. Self energia. Identità di Ward-Takahashi.
Rinormalizzazione. Path Integral . Teoria elettrodebole. Meccanismo di Higgs.
c) Teoria Interazioni forti
Simmetrie di Gauge e loro quantizzazione. Regole di Feynman per QCD.
Rinormalizzazione. Liberta’ asintotica. Teorie di campo effettive.
d) Fisica Statistica
1. Distribuzioni quantistiche di Gibbs, Fermi-Dirac e Bose-Einstein.
2. Gas elettronico degenere.
3. Concetto di eccitazioni elementari.
4. Corpo solido. Formula di interpolazione di Debye.
5. Termodinamica di plasma classico.
6. Gas nonideale. Formula di Van der Waals.
7. Transizioni delle fasi di primo ordine. Equilibrio delle fasi.
8. Transizioni di fasi di secondo ordine. Teoria di Landau.
9. Fluttuazioni termodinamiche. Formula di Einstein.
10. Fluttuazioni in un gas ideale. Formula di Poisson.
11. Modello di Ising.
12. Modelli risolubili in fisica statistica. Equazione di Yang-Baxter.
13. Sistemi macroscopici fuori equilibrio.
14. Equazione di Boltzmann.
e) Teoria dei Campi
1. Integrazione funzionale e sue applicazioni in meccanica quantistica ed in teoria
dei campi
2. Invarianza conforme: descrizione dei fenomeni critici con metodi di teoria dei
campi. Calcolo degli esponenti critici in varie classi di universalità descritte da
teoria conformi. Matrice S esatta.
3. Risultati esatti (non perturbativi) nelle teorie supersimmetriche. Teoria di
Seiberg-Witten.
f) Fisica dei Sistemi Nonlineari
Teorie di campo con interazioni nonlineari
Significato delle soluzioni classiche di campo
Classificazione topologica di solitoni
Simmetrie e riduzioni dimensionali, simmetrie generalizzate
Solitoni e sistemi Integrabili
Leggi di Conservazione
Formulazione Hamiltoniana
Equazioni di Bogomolny
Funzionale di Ginzburg-Landau
Vortici
Forze tra vortici, dinamica
Dinamica di Solitoni
Solitoni e Vortici in Materia Condensata.
g) Fisica Teorica della Materia
Metodo variazionale;. Teoria di Hartree-Fock;
Teoria del funzionale densità e sua approssimazione a densità locale.
Rappresentazione dei numeri di occupazione. Perturbazioni dipendenti dal tempo.
Funzioni di Green ad un corpo. Sviluppo perturbativo dell'equazione di Dyson.
Funzioni di Green a due corpi. Risposta lineare e teoria Random Phase
Approximation.
ASTROFISICA
ASTROFISICA
-Stelle: atmosfere, struttura interna e cenni su formazione ed evoluzione.
-Galassie: proprieta' morfologiche e fisiche. La struttura. Il nucleo.
-Mezzo diffuso: composizione, condizioni fisiche, effetti prodotti.
ASTRONOMIA
- Elementi di astronomia sferica.
- La strumentazione astronomica.
- Astronomia del sistema Solare.
- Il mezzo interstellare.
ASTROFISICA TEORICA
Fisica degli oggetti collassati: proprieta’ osservative e teoriche. Nane bianche. Stelle
di neutroni e pulsar. Buchi neri: soluzione di Schwarzschild, coordinate di EddingtonFinkelstein, prolungamento di Kruskal, soluzione di Kerr (buchi neri rotanti) e di KerrNewman: orizzonti e struttura causale. Aspetti termodinamici e quantistici dei buchi
neri. Accrescimento di materia su oggetti compatti. Lensing gravitazionale. Saranno
inoltre trattati alcuni argomenti selezionati di Cosmologia.
LABORATORIO DI ASTROFISICA
Spettroscopia in laboratorio su campioni di interesse planetario (pianeti e corpi
minori); descrizione approfondita della strumentazione utilizzata (spettrometri UVVis-NIR e MIR-FIR; granulometro); discussione delle tecniche di misura, della loro
applicazione, dell'interpretazione dei risultati e della valutazione delle incertezze
associate.
PLANETOLOGIA
Nel corso vengono trattate in dettaglio le caratteristiche fisiche dei corpi del sistema
solare e dei processi fisici in atto nel nostro ed in altri sistemi planetari. Scopo del
corso e' quello di approfondire ed allargare le conoscenze di base sui pianeti e corpi
minori del sistema solare già acquisite nel corso di Astronomia.
RELATIVITÀ GENERALE (RG) E COSMOLOGIA (C)
RG: Principio di equivalenza, Tensore di Riemann, Equazioni di Einstein, Soluzione di
Scharzschild,.
C: Principio cosmologico, Metrica RW, Modello di Friedmann, Radiazione di fondo
cosmico, Dark matter e Dark energy
(circa 18 ore).