Alcuni problemi aperti della fisica
delle particelle
-)Gravita' quantistica
-)Extra-dimensions e
struttura discreta dello
spazio tempo
-) Oscillazioni di
neutrini
-) Quark matter
-) Dark matter & Dark
energy
Extra dimensions
Sappiamo dall'esperienza che ci vogliono 4 varibili per definre la posizione di un evento,
spazio di Minkowski. Non si puo' pero' escludere l'esistenza di dimensioni extra che
siano compatte (o arrotolate, altrimenti ce ne saremmo gia' accorti!!) tipo un cilindro con
una lunghezza molto maggiore del raggio R della base.
La gravita' a differenza delle altre interazioni e'
intimamente connessa con la struttura dello spazio
tempo quindi “vede” le altre dimensioni
Porre limiti superiori al size delle extra-dimensions e' uno dei goal di
LHC, al momento R>10-18m. Come il problema della gravita' quantistica anche questo e' un
problema di ultra high energy physics
Esperimenti su oscillazioni di neutrini
Esperimenti con fasci di neutrini:
OPERA per la misura dell'oscillazione
del neutrino muonico in neutrino tau
(un solo evento finora )
Super-Kamiokande
Neutrini muonici
prodotti
dall'interazione
dei raggi
cosmici (protoni
ad ex ) con gli
strati superiori
dell'atmosfera
Quark matter
Collisioni di ioni pesanti
Spettri delle particelle prodotte
dalla collisione permettono di
risalire alle condizioni della
fireball
ALICE at LHC
Temperature dell'ordine di qualche centinaio di MeV ~ 1012K
(circa 10-5 sec dopo il big bang). Densita' di energia 1GeV/fm3 ~
1015gm/cm3. Scoperta del fluido quasi perfetto (bassissima
viscosita') Quark gluon plasma.
Supernovae and Neutron stars
http://www.rzg.mpg.de/visualisation/scientificdata/rzgprojects/type-ii-supernova-simulations
Esplosione di stelle massive
Qual'e' il meccanismo di
(M>10Msole), SN1987A vista a
esplosione??... neutrino wind ??
occhio nudo, distante 170000
light years, “visti” anche
neutrini
Materia ad alta densita' →
neutrini generano una forte
radiation pressure
… cosa rimane dopo l'esplosione ? A volte una stella di
neutroni...oppure buchi neri
Raggi ~ 10
km, Masse
1-2 Solar
mass
Le piu' alte densita' barioniche possibili
in un sistema stabile (10 volte la densita'
dei nuclei, 0.16 fm3)
La contrazione causata dal collasso per
conservazione del momento angolare
causa frequenze di rotazione ~ 1kHz,
energia di rotazione circa 1/100 solar
mass. La conservazione del flusso
magnetico porta alla formazione dei
campi magnetici fino a 1011 Tesla, i piu'
grossi esistenti. (at LHC few Tesla)
… emettono gamma, neutrini ...e onde gravitazionali
Appendix
