Programma del corso di Fisica subatomica (G. Pagliara) -) Breve storia della fisica delle particelle (slides). Relativita' ristretta: -) Richiami di relativita' Galileiana, spazio-tempo di Minkowski, metrica e quadrivettori, trasformazioni di Lorentz del quadrivettore posizione. Invarianza dell'equazione d'onda per trasformazioni di Lorentz*. Esperimento di Michelson-Morley*. -)Simultaneita' e successione temporale, diagrammi di Minkowski, dilatazione dei tempi e contrazione delle lunghezze, tempo proprio, quadrivelocita' e quadrimpulso di una particella. Quadriaccelerazione quadriforza e moto uniformemente accelerato in relativita' speciale*. -) Applicazioni ed esercizi di relativita' ristretta: effetto Doppler, conferma della dilatazione dei tempi attraverso la vita media dei muoni, paradosso dei gemelli, trasformazioni di Lorentz delle velocita'. Aberrazione relativistica*, relativistic beaming*. Cinematica relativistica, processi d'urto e sezioni d'urto: -) Massa di un sistema composto, processi d'urto elastici e anelastici e conservazione del quadrimpuslo, sistemi di riferimento del centro di massa e del laboratorio. -) Urti elastici tra particelle di massa diversa*, relazione tra angoli di scattering nei sistemi di riferimento del laboratorio e del centro di massa*. -) Urti anelastici, produzione di particelle e condizione di soglia, processi di annichilazione. -) Esempi: effetto Compton, fotoproduzione di pioni, misura della massa di raggi cosmici attraverso l'urto elastico*. -) Dinamica degli urti, il concetto di sezione d'urto, calcolo della sezione d'urto di Rutherford tramite la regola d'oro di Fermi, fattori di forma. Elementi di Fisica nucleare: -) La struttura del nucleo, fattori di forma, massa dei nuclei, valle di stabilita', abbondanze dei nuclei nell'Universo. -) Energia di legame, formula semi-empirica della massa. Modello a gas di Fermi*. -) Energetica delle reazioni nucleari. Cenni su fissione spontanea, fissione indotta e fusione. Il principio di funzionamento delle centrali nucleari: combustibile, moderatore e assorbitore*. Decadimenti delle particelle subatomiche: -) Decadimenti delle particelle, legge di decadimento esponenziale, decadimenti a due corpi e a tre corpi. Dalitz plot nel decadimento a tre corpi*. -)Decadimenti dei nuclei, decadimento alpha (legge di Geiger-Nuttal), decadimento gamma, decadimenti beta+, beta-, cattura elettronica. -) Decadimenti delle particelle subnucleari: il decadimento del neutrone libero, cenni alla teoria di Fermi sull'interazione debole. La costruzione del modello standard delle particelle elementari: -)L' ipotesi sull'esistenza neutrino di Pauli, Kurie plot, sezione d'urto interazione debole. Violazione di parita' nel decadimento debole* e decadimenti deboli del pione carico*. -) Scoperta dell'antineutrino, famiglie di neutrini e antineutrini, esperimenti con fasci di neutrini, i leptoni carichi, conservazione del numero leptonico -) Gli adroni e i quarks: cenni sul modello “naive” e sul modello a partoni, la risonanza Delta, l'interazione forte. Conservazione dell'isospin e scattering pione nucleone*. -) I fermioni fondamentali del modello standard, leggi di conservazione. -) I concetti di particella di interazione e di propagatore (equazione di Klein-Gordon). I bosoni dell'interazione debole negli esperimenti di alte energie. -)Cenni sull' unificazione elettrodebole e teoria di Fermi come limite di basse energie dell'interazione debole. -) Alcune tematiche di ricerca attuali: la scala di Planck, extra-dimensions, cenni sulle oscillazioni dei neutrini, materia nucleare ad alta densita', dark matter, dark energy. Nota: gli argomenti contrassegnati da *, sono pertinenti solo al corso da 9 crediti.