FISICA DELLE ASTROPARTICELLE
Lauree Specialistiche
Anno Accademico 2009/2010
Prof. Piergiorgio Picozza
PROGRAMMA DEL CORSO
http://people.roma2.infn.it/~picozza/corsi_2009-2010/lezioni.html
Richiami di Fisica delle Particelle elementari
Quark e leptoni; antiparticelle; le interazioni fondamentali; operazioni di parità, di
coniugazione di carica e di inversione temporale; non conservazione di C e P nelle
interazioni deboli; simmetria CP; violazione di CP nel Modello Standard; il teorema
CPT; trasformazioni di gauge ed invarianza di gauge; meccanismo di Higgs e rottura
spontanea della simmetria. Elementi di Supersimmetria.
Universo in espansione
Legge di espansione. Modello standard di evoluzione dell'Universo, legge di evoluzione,
densità critica, durata dell' espansione, 1'età dell'Universo. Il parametro di
decelerazione: gli effetti dell' energia del vuoto e la costante cosmologica. La radiazione
cosmica di fondo. Misura della radiazione di fondo. La radiazione nell'universo
primitivo. La nucleosintesi primordiale. Bariogenesi e assimetria materia-antimateria
nell'Universo: le condizioni di Sakarov. Concetto di Inflazione.
Materia oscura ed energia oscura nell'universo
Materia oscura nelle galassie e nei cluster di galassie. Lenti gravitazionali. Materia
oscura barionica. I neutrini. Gli assioni. Le WIMP. Sezioni d'urto per eventi attesi per le
WIMP. Ricerche sperimentali sulle WIMP. L'energia oscura. La costante cosmologica e
1'energia oscura.
Raggi Cosmici
Spettro e composizione dei raggi cosmici. Meccanismi di produzione, di accelerazione e
di trasporto dei raggi cosmici. Leaky Box Model e Diffusion Halo Model. Radiazione
cosmica secondaria. L'eliosfera; vento solare e flares solari. Raggi cosmici anomali.
Modulazione solare dei raggi cosmici. La magnetosfera. Le fasce di radiazione.
Interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera terreste e produzione di sciami adronici ed
elettromagnetici. Raggi cosmici di energia estremamente elevata: effetto GZK.
Oscillazione del neutrino. Neutrini solari. Oscillazioni dei neutrini nella materia. Neutrini
atmosferici.
La radiazione gravitazionale.
Fisica dei raggi gamma, sorgenti, tecniche di rivelazione dallo spazio e dalla terra.
Fisica delle particelle nelle stelle
L'evoluzione stellare. I processi di fusione nelle stelle: cicli pp e CNO nel sole; produzione
di elementi nelle stelle. Produzione di elementi pesanti. Pressione di degenerazione degli
elettroni e stabilità stellare. Collasso stellare. Nane bianche. Supemovae Type I e II. Stelle di
neutroni e pulsar. Buchi neri.
Testo consigliato: Donald Perkins. Particle Astrophysics. Oxford University
Press,2005
