CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
ASTROFISICA E SCIENZE DELLO SPAZIO 1
(CODICE N91)
Sede: Complesso Universitario di Monte Sant’Angelo
www.fisica.unina.it/didattica/didattica.html
Obiettivi e finalità del Corso di Laurea
I laureati nei corsi di laurea magistrale della classe devono: avere padronanza del
metodo scientifico di indagine; avere una solida cultura nei diversi ambiti della fisica
classica e moderna; avere un’approfondita conoscenza di strumenti matematici ed
informatici di supporto; possedere competenze specifiche nelle moderne
strumentazioni e tecniche osservative, nonché sulle relative procedure di raccolta e di
analisi dati e di elaborazione di modelli; avere un’approfondita preparazione con
ampie capacità scientifiche e operative, osservative e teoriche, nei campi
dell’astronomia, dell’astrofisica e della fisica spaziale; essere in grado di operare con
ampia autonomia, anche assumendo responsabilità di progetti e strutture, nel campo
della ricerca e dell’innovazione scientifica e tecnologica; saper modellizzare,
partendo dalle conoscenze specifiche acquisite, sistemi complessi nei campi
dell’astronomia, dell’astrofisica e della fisica spaziale, anche attraverso l’uso di
moderni mezzi di calcolo di alte prestazioni; essere in grado di utilizzare
fluentemente, in forma scritta e orale, almeno una lingua dell’Unione Europea oltre
l’italiano, con riferimento anche ai lessici disciplinari.
Tra le attività che i laureati della classe svolgeranno, in funzione delle competenze
acquisite, si indicano in particolare: partecipazione, anche a livello gestionale, alle
attività di enti di ricerca pubblici e privati; progettazione in ambiti correlati con le
discipline astronomiche, astrofisiche e spaziali nei settori dell’industria, dell’ambiente
e della pubblica amministrazione; divulgazione ad alto livello delle tematiche di
ricerca in campo astronomico, astrofisico e della fisica spaziale.
Ai fini indicati, in relazione agli obiettivi specifici, i curricula dei corsi di laurea
magistrale della classe: comprendono attività finalizzate a far acquisire conoscenze
fondamentali di astronomia ed astrofisica, fisica nucleare e particellare, cosmologia,
fisica cosmica e fisica dello spazio, nei loro aspetti teorici e sperimentali, e delle loro
basi matematiche e fisiche; prevedono sufficienti attività di laboratorio, in particolare
dedicate alla conoscenza operativa di metodiche computazionali, osservative e
sperimentali, e all’analisi ed elaborazione dei dati; possono prevedere attività esterne
come tirocini formativi presso enti di ricerca, aziende e strutture della pubblica
amministrazione e private, oltre a soggiorni di studio presso altre Università italiane e
straniere ovvero presso enti e agenzie di ricerca, anche nel quadro di accordi
internazionali.
Il Corso di Laurea Magistrale in Astrofisica e Scienze dello Spazio ha come
obiettivo la formazione di figure professionali caratterizzate da un’elevata padronanza
del metodo scientifico di indagine con capacità operativa e scientifica nelle discipline
che caratterizzano la classe. La preparazione tende, inoltre, a fornire tutti quegli
strumenti culturali che sono indispensabili per permettere ai laureati magistrali di
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Per informazioni complete e sempre aggiornate sul Corso di laurea conviene consultare la pagina web
www.fisica.unina.it/didattica/didattica.html.
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lavorare, con ampia autonomia e con ruoli di responsabilità, nell’ambito di progetti e
strutture tecnologicamente avanzate.
Il laureato magistrale della classe sarà in grado di utilizzare fluentemente, in forma
scritta e orale, almeno una lingua dell’Unione Europea oltre l’italiano, con
riferimento anche ai lessici disciplinari. Inoltre possiede competenze adeguate per
trasmettere conoscenze avanzate e/o specialistiche di fisica e astrofisica.
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CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN
ASTROFISICA E SCIENZE DELLO SPAZIO
Il percorso didattico:
Il Corso di Laurea Magistrale in Astrofisica e Scienze dello Spazio si articola in un
solo curriculum il cui piano di studio è riportato nel seguito.
Laurea Magistrale
in
Astrofisica e Scienze
dello Spazio
I anno 7 Esami
II anno 3 esami e
tirocinio
Laurea
3
Laurea Magistrale in Astrofisica e Scienze dello
Spazio
n° esami: 8 + 2 attività a scelta
n° anni: 2
Periodo di attività
Insegnamento
I anno - 1° semestre Fisica per l’Astrofisica 1
Metodi Matematici per l’Astrofisica
Laboratorio di Astrofisica
I anno - 2° semestre Fisica per l’Astrofisica 2
Astrofisica
Fisica delle Galassie
Un insegnamento a scelta dall’elenco 2
Crediti
lezione
II anno - 1° semestre Tecnologie Astronomiche
Cosmologia Teorica
Un insegnamento a scelta dall’elenco 1
II anno - 2° semestre Altre Attività
Attività finali
8
8
8
2
38
8
8
1
8
8
8
8
Crediti
Laboratorio
7
Elenco 1 - Insegnamenti a scelta consigliati
Insegnamento
CFU
8
Astrofisica delle Alte Energie
8
Astrofisica Nucleare
8
Cosmologia Osservativa
8
Elettrodinamica Classica
8
Evoluzione Stellare
8
Fisica Astroparticellare
8
Fisica Astroparticellare Teorica
8
Fisica del Mezzo Interstellare
8
Fisica della Gravitazione Sperimentale
8
Fisica delle Particelle Elementari
8
Fisica Nucleare
8
Meccanica Quantistica 1
8
Meccanica Statistica 1
8
Metodologie di Fisica Astroparticellare
8
Relatività Generale e Cosmologia
Elenco 2 - Insegnamenti affini e integrativi
8
Fisica Computazionale
8
Geofisica Applicata
8
Programmazione a Oggetti per la Fisica
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I corsi attivati
Per l’indicazione dell’aula e dei laboratori dove si svolgono lezioni ed esercitazioni e
per il relativo orario si consiglia di informarsi presso le apposite bacheche dei Corsi di
Studio (CdS) in Fisica, oppure di collegarsi al sito web dei CdS in Fisica
(http://www.fisica.unina.it/didattica/didattica.html) in cui c’è una pagina dedicata agli
orari dei corsi, oppure di collegarsi al sito web della Facoltà di Scienze MM.FF.NN.
in cui è presente un link che riporta agli orari dei corsi
(http://www.scienze.unina.it:19750/facolta/pubNews/home.do?codFacolta=17).
I Dipartimenti presso i quali afferiscono i corsi sono indicati con le sigle qui di
seguito riportate:
CH
SF
GV
MA
BSF
SB
Dipartimento di Chimica “Paolo Corradini”
Dipartimento di Scienze Fisiche
Dipartimento di Geofisica e Vulcanologia
Dipartimento di Matematica e Applicazioni
Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale
Dipartimento di Scienze Biologiche
Tutti questi Dipartimenti, a eccezione di GV e SB, hanno sede nel Complesso
Universitario di Monte S. Angelo. Per l’indicazione dell’aula e dei laboratori dove si
svolgono lezioni ed esercitazioni e per il relativo orario informarsi in primo luogo
presso il Dipartimento di Scienze Fisiche e in seconda istanza presso il Dipartimento
indicato a fianco dell’insegnamento. In mancanza di indicazione si sottintende che il
Dipartimento è SF.
CORSO DI LAUREA IN ASTROFISICA E SCIENZE DELLO SPAZIO,
CODICE N91
Insegnamento
Astrofisica
Fisica del Mezzo Interstellare
Fisica delle Galassie
Fisica per l’Astrofisica 1
Fisica per l’Astrofisica 2
Laboratorio di Astrofisica
Metodi Matematici per
l’Astrofisica
Metodologie di Fisica
Astroparticellare
Astrofisica delle Alte Energie
Cosmologia Osservativa
Cosmologia Teorica
Evoluzione Stellare
Fisica della Gravitazione
Sperimentale
Tecnologie Astronomiche
Gruppi
Docente
Dip./Sez.
Paolillo
Covone
Capaccioli
Fedele
Fedele
Longo
SF
SF
SF
SF
SF
SF
Anno/
semestre
I/2°
I/2°
I/2°
I/1°
I/2°
I/1°
Scudellaro
SF
I/1°
Fiorillo
SF
I/2°
Piedipalumbo
Capozziello
Rubano
De Rosa R.
SF
SF
SF
SF
II/1°
II/1°
II/1°
II/1°
Calloni
SF
II/1°
Milano
SF
II/1°
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Esami
Gli studenti in corso possono sostenere esami nella finestra temporale tra la fine del
primo semestre e l’inizio del secondo semestre (per i corsi le cui lezioni si sono tenute
nel primo semestre) e dopo la chiusura del secondo semestre (per i corsi del secondo
e del primo semestre).
Per gli esami in debito, sono previsti appelli nei mesi di:
Maggio – Giugno – Luglio – Settembre – Ottobre – Novembre - Dicembre Gennaio – Febbraio – Marzo
Gli esami degli insegnamenti possono non essere tenuti in tutti i mesi sopra elencati.
Per informazioni si consiglia comunque di far riferimento ai siti web dei singoli
docenti e alle bacheche dei CdS.
Esame di laurea magistrale
È ammesso all’esame di laurea lo studente che ha conseguito tutti gli 82 CFU del
vigente ordinamento del Corso di Laurea Magistrale in Astrofisica e Scienze dello
Spazio.
Oltre a compiere gli adempimenti comuni per i laureandi di tutti i corsi di laurea,
quali domanda e prenotazione presso la Segreteria Studenti della Facoltà di Scienze, i
laureandi magistrali in Astrofisica e Scienze dello Spazio devono prenotarsi e
consegnare l’elaborato di tesi in triplice copia, almeno 15 giorni prima della data
prevista per l’esame, presso la Segreteria Didattica del Dipartimento di Scienze
Fisiche, Complesso Universitario di Monte S. Angelo.
Superato l’esame di laurea lo studente consegue il titolo di Dottore Magistrale in
Astrofisica e Scienze dello Spazio.
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Servizi per gli studenti
Tutorato
Gli studenti possono rivolgersi ad ognuno dei propri docenti per essere seguiti ed
aiutati durante il percorso universitario. In casi particolari, qualora riscontrassero
difficoltà nel percorso didattico, possono chiedere l’aiuto del Presidente del CCS.
Per agevolare ulteriormente il reperimento delle informazioni che necessitano, lo
studente può rivolgersi al CENTRO ORIENTAMENTO ED ACCOGLIENZA
STUDENTI
(via Mezzocannone 16, 1° piano), avvalendosi del supporto di personale
appositamente selezionato e addestrato (tel. 081/2534691 oppure e-mail
[email protected])
Web docenti
Sulla pagina del portale dell’Università o sulla pagina web del CCS è possibile
collegarsi alle pagine personali dei docenti, in cui sono contenute, a cura del docente
stesso, notizie relative ai corsi, alle date d’esame ed altre informazioni utili.
Servizio prenotazioni esami on line
Non è attualmente previsto un servizio di prenotazione on line. Le prenotazioni per
gli esami dovranno essere effettuate esclusivamente con le modalità comunicate dai
docenti.
Passaggi da altra facoltà, immatricolazione di laureati,
riconoscimento esami
I benefici connessi ad abbreviazioni di corso, convalide di esami ecc., verranno
concessi unicamente su espressa domanda degli interessati e mai di ufficio. Le
domande, da presentare alla Segreteria Studenti, saranno valutate caso per caso in
base agli insegnamenti e ai programmi svolti. Potranno essere concesse la convalida o
la dispensa totale o parziale, e in quest’ultimo caso lo studente dovrà sostenere un
colloquio integrativo/valutativo su parti di programma che gli saranno indicate.
Valutazione della carriera universitaria pregressa per gli studenti
decaduti o rinunciatari
All’atto dell’immatricolazione di uno studente è possibile riconoscere allo stesso un
certo numero di crediti formativi universitari in corrispondenza a documentate attività
formative svolte nella carriera precedente.
L’attività formativa svolta prima della nuova immatricolazione sarà oggetto di
un’attenta valutazione da parte dei preposti Organi Accademici che, in particolare,
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verificheranno la non avvenuta obsolescenza dei contenuti degli esami superati a suo
tempo, prima di stabilirne il valore in crediti.
Al fine del recupero delle situazioni sopra illustrate, gli interessati potranno
richiedere al Consiglio della struttura didattica competente un parere preventivo sulla
conversione della carriera universitaria pregressa in crediti formativi universitari, a tal
fine presentando istanza agli Uffici di Segreteria Studenti, utilizzando i moduli
disponibili sul sito web d’Ateneo www.unina.it.
La valutazione da parte delle strutture didattiche dovrà essere effettuata in
tempo utile per consentire agli interessati di provvedere, eventualmente,
all’immatricolazione entro le scadenze previste (le date di scadenza sono fissate dal
Regolamento didattico d’Ateneo).
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Brevi note sui corsi (in ordine alfabetico)
Insegnamento: ASTROFISICA
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire conoscenze di base di Astrofisica e delle metodologie ad essa collegate.
Programma sintetico:
• Richiami di meccanica
o Problema a due corpi
o Teorema del viriale
• Richiami di termodinamica
• Richiami di elettromagnetismo e relatività ristretta
• Planetologia
o Proprietà generali
o Interni planetari
o Atmosfere planetarie
o Teorie di formazione
o Fenomenologia del sistema solare
• Le stelle
o Osservabili stellari
o Fenomenologia stellare
o Equazioni di struttura
o Modelli omologhi
o Evoluzione di stelle di piccola massa
o Evoluzione di stelle massicce
• Il mezzo interstellare
o Idrogeno neutro
o Nubi molecolari
o Polvere
o Campi magnetici galattici
• La Galassia e il gruppo locale
o Le componenti della Galassia
o Cinematica della Galassia
o Il centro della Galassia
o Il Gruppo Locale
• I raggi cosmici
• Gli strumenti dell’astronomia moderna
o Telescopi
o Strumenti di piano focale
o Radiotelescopi
o Strumenti dallo Spazio
Programma sintetico: Struttura Stellare, Equazioni di Stato, Trasporto radiativo e convettivo, Opacità della materia
stellare, Produzione di energia, Soluzioni numeriche della struttura stellare, Serie lineari di Modelli, Modelli politropici,
Fase di presequenza, Fase di sequenza principale, Modelli omologhi, Evoluzione post sequenza, Stelle variabili, Stadi
Finali.
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
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Obiettivi formativi:
fornire allo studente una visione pancromatica dei fenomeni Astrofisici, con particolare enfasi sui processi delle Alte
Energie, attraverso un approccio che combini parte teorica, sperimentale e fenomenologica..
Programma sintetico:
• Processi di interazione radiazione-materia
o assorbimento fotoelettrico
o Bremsstralhung
o scattering Thomson e Compton
o comptonizzazione
o emissione di sincrotrone
• Tecniche di rivelazione per le alte energie
o telescopi X e gamma
o rivelatori a scintillazione
o contatori proporzionali
o dispositivi a stato solido (CCD)
o reticoli di diffrazione
• Fenomeni astrofisici delle alte energie
o corone stellari
o supernovae
o gamma ray burst
o sistemi binari in accrescimento
o nuclei galattici attivi
o aloni galattici e di ammasso
Esami propedeutici: Astrofisica.
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: COSMOLOGIA OSSERVATIVA
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire conoscenze approfondite sulle misure astronomiche ed astrofisiche di rilevante interesse cosmologico.
Programma sintetico :
Introduzione alla Cosmologia. Storia del concetto di “Modello Cosmologico”. Il Principio Cosmologico. Le cosmologie
newtoniana e relativistica. Gli osservabili cosmologici. L’elemento metrico, la metrica di Friedmann-Robertson e
Walker. Le equazioni cosmologiche di Einstein-Friedmann. L’equazione di stato della materia cosmologica. Il parametro
di densità. Le stime del parametro di densità alle varie scale. Le candele standard e gli orologi cosmici. La scala delle
distanze cosmologiche. La legge di Hubble. Il parametro di decelerazione. Il red-shift cosmologico. Stime della costante
di Hubble. Gli indicatori di distanza primari, secondari e terziari. Il lookback time. I fattori di bias e le correzioni
osservative. Stime e metodi di stima dell’età dell’Universo. La nucleo-cosmo-cronologia. La Materia Oscura e l’Energia
Oscura. La radiazione di fondo cosmico. Le anisotropie della radiazione di fondo cosmico. Le relazioni m-z e N-z. Le
proprietà di clustering dell’Universo. La funzione di correlazione delle galassie e degli ammassi di galassie. La struttura
a larga scala. Le principali survey di galassie, quasar e ammassi di galassie.
Esami propedeutici: Astrofisica.
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: COSMOLOGIA TEORICA
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/02
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire conoscenze approfondite sulle origini e l’evoluzione dell’Universo nell’ambito della Relatività Generale.
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Programma sintetico :
Cenni di Relatività Generale - Principio cosmologico - Distanze cosmologiche e legge di Hubble - Redshift e relazione
con il parametro di Hubble - Definizione del parametro di decelerazione q0 - Problemi osservativi per la legge di Hubble
- Il modello standard: Soluzione delle equazioni di Friedmann - Universi chiusi e aperti - Storia termica dell’universo:
temperatura dell’universo vs. fattore di scala, radiazione cosmica di fondo - Nucleosintesi: frazione barionica ed
abbondanza di Idrogeno ed Elio, dati osservativi - Materia oscura: Curve di luce galattiche e valore atteso di Ωb, CDM e
HDM - Costante cosmologica Λ: Universo statico e sua instabilità - Λ come energia del vuoto e previsioni teoriche H(z) per fluidi cosmologici in presenza di Λ - Distanza di luminosità e modulo di distanza con Ω m ed ΩΛ - Supernovae
Ia come candele standard: Determinazione di H0 e valore negativo di q0 - Spiegazione con costante cosmologica o campo
scalare (quintessenza) - Formazione di strutture: Teoria di Jeans delle perturbazioni in un fluido statico - Perturbazioni in
un fluido perfetto non relativistico in espansione - Cenni sul problema della distribuzione iniziale: Spettro di HarrisonZel’dovich - Orizzonte di particella e sua evoluzione temporale - Anisotropia della CMBR: Cenni sulla teoria covariante
delle perturbazioni - Sviluppo in armoniche sferiche - Esperimento Boomerang - Inflazione: Problemi del modello
standard - Espansione esponenziale o power law - Equazioni di Friedmann con campo scalare - Caso di potenziale
quadratico: Reheating e soluzione del problema dell’entropia.
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: EVOLUZIONE STELLARE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire conoscenze approfondite sugli aspetti teorici e sperimentali dell’evoluzione stellare.
Programma sintetico:
Struttura Stellare, Equazioni di Stato, Trasporto radiativo e convettivo, Opacità della materia stellare, Produzione di
energia, Soluzioni numeriche della struttura stellare, Serie lineari di Modelli, Modelli politropici, Fase di presequenza,
Fase di sequenza principale, Modelli omologhi, Evoluzione post sequenza, Stelle variabili, Stadi Finali.
Esami propedeutici: Astrofisica.
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: FISICA DELLA GRAVITAZIONE SPERIMENTALE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/01
CFU: 8
Tipologia attività formativa: A
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Il corso affronta le problematiche delle misure future in Relatività Generale e Gravitazione, discutendo le basi
sperimentali dell’attuale teoria della gravitazione con l’obiettivo di fornire adeguate conoscenze e competenze nel
campo.
Programma sintetico:
Basi sperimentali della Gravitazione.
Onde gravitazionali e loro effetto sulla materia.
Rivelatori per onde gravitazionali.
Rumore negli strumenti di misura.
Tecniche di misura.
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame orale.
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Insegnamento: FISICA DELLE GALASSIE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire conoscenze approfondite negli aspetti teorici ed osservativi della Fisica delle Galassie e dei sistemi stellari.
Programma sintetico:
Introduzione alle galassie: classificazione morfologica, proprietà fisiche globali. (2 ore).
Popolazioni stellari: diagramma colore-magnitudine, funzione di massa iniziale, età e metallicità, cenni di evoluzione
stellare. (4 ore).
La Via Lattea: distribuzione spaziale di stelle e componenti (conteggi di stelle, disco sottile e spesso, alone e bulge) e
cinematica interna (LSR, rotazione, costanti di Oort, moto del Sole e cinematica di alone disco e bulge). (4 ore).
Cinematica e dinamica del gas: distribuzione di HI e CO e determinazione della curva di rotazione. Implicazioni: la
Materia Oscura. (4 ore).
Dinamica delle galassie: densità e potenziale sistemi sferici e leggi di Newton, orbite di stelle in dischi: potenziale
effettivo, costanti del moto, epicicli e costanti di Oort dalla CBE al Viriale tensoriale. (10 ore).
Galassie a disco: profili di densità, bulge e disco, formazione stellare, emissione HI, campi di velocità, relazioni di scala.
Cenni di teoria dei bracci di spirale. (4 ore).
Galassie ellittiche: profili di densità, forma delle isofote, cinematica interna, relazioni di scala, il Piano Fondamentale e le
popolazioni stellari. (6 ore).
Galassie attive: starburst e AGN. Buchi neri. (4 ore).
Metodi di misura di masse delle galassie: HI ring, galassie polar ring, emissione X da gas caldo, lensing gravitazionale.
(4 ore).
Ammassi di galassie. (2 ore).
Scala delle distanze cosmiche: tutorial. (4 ore).
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: FISICA DEL MEZZO INTERSTELLARE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire allo studente una comprensione dei principali processi fisici che determinano le proprietà e l’evoluzione chimica
del mezzo interstellare, nonché del legame esistente tra il mezzo interstellare e le galassie.
Programma sintetico:
Introduzione storica.
Le componenti del mezzo interstellare.
Idrogeno neutro galattico: quantità integrate e campi di velocità.
Idrogeno ionizzato.
Le molecole interstellari.
La polvere interstellare e l’estinzione galattica.
Le nubi molecolari.
Aloni di gas diffuso.
Aloni di gas caldo.
Esami propedeutici: Astrofisica, Fisica per l’Astrofisica 1, Metodi Matematici per l’Astrofisica.
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e orale.
Insegnamento: FISICA PER L’ASTROFISICA 1
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
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Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire un’introduzione equilibrata ai più importanti concetti e fenomeni legati alla fisica dei plasmi in campo astrofisico
Programma sintetico:
Il corso tratta i processi di interazione radiazione-materia in mezzi dispersivi, proponendo i plasmi come particolare
esempio di mezzo.
- Le equazioni di Maxwell in mezzi dispersivi.
- Processi di emissione e assorbimento della radiazione.
- Dinamica di singola particella in campi elettromagnetici.
- Fisica del plasma: teoria cinetica, equazioni fluide.
- Relazione di dispersione e modi. Propagazione di onde.
- Plasmi in campo magnetico.
- Processi di emissione e assorbimento della radiazione nei plasmi: Cerenkov, Bremsstrahlung, Scattering, Gyrotron,
Synchrotron.
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: FISICA PER L’ASTROFISICA 2
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire un’introduzione equilibrata ai più importanti concetti e fenomeni legati alla fisica dei plasmi in campo
astrofisico.
Programma sintetico:
Le risposte del mezzo vengono esplicitamente calcolate per il caso dei plasmi e vengono discussi i processi radiativi nei
plasmi, di particolare importanza per le applicazioni astrofisiche.
- L’equazione del trasporto per la radiazione.
- Il trasporto radiativo e l’opacità.
- Equazione di Kompaneets ( effetto Sunyaev-Zel’dovich).
- Raggi cosmici: interazione beam-plasma.
- Magnetoidrodinamica: onde di Alfven, instabilita’ e onde d’urto.
- Bow-shock terrestre, vento solare, accelerazione di Fermi.
- Elementi di fluidodinamica.
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: LABORATORIO DI ASTROFISICA
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire capacità d’uso sperimentali, teoriche e numeriche per l’acquisizione e l’interpretazione di misure astrofisiche.
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Programma sintetico:
Descrizioni del campo di radiazione
Teoria dei sistemi lineari stazionari e teorema del campionamento
Strumentazione per l’analisi spettrale: reticoli di diffrazione, spettrografi a reticoli, Fourier Transform Spectrometer,
filtri a birifrangenza, interferometro di Fabry-Perot.
Telescopi: aberrazioni nell’approssimazione di von Seidel, PSF, configurazioni.
Polarimetria
Rivelatori CCD e pre-elaborazione immagini
Processi stocastici: variabili casuali, processi stocastici, rapporto segnale/rumore etc..
Proprietà ottiche dell’atmosfera terrestre
Esami propedeutici:
Prerequisiti:
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto (o prova di laboratorio) e/o orale.
Insegnamento: METODI MATEMATICI PER L’ASTROFISICA
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/02
CFU: 6
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Caratterizzante
Obiettivi formativi:
Acquisizione di adeguate competenze sull’analisi delle funzioni a variabile complessa, Richiami di analisi funzionale
Trasformata di Fourier.Funzioni generalizzate ed equazioni differenziali di particolare interesse fisico. Capacità di
impostare e risolvere problemi matematici di origine fisica.
Programma sintetico:
Numeri complessi. Funzioni di variabile complessa. Funzioni analitiche:Condizioni di derivabilità, teoremi di Cauchy.
Sviluppi in serie di Taylor Zeri e singolarità isolate. Sviluppi in serie di Laurent. Periodi e residui.
Serie e trasformate di Fourier: teorema di Weierstrass. Sviluppo in serie di Fourier: convergenza puntuale e uniforme,
Serie di Fejer e sua convergenza. Trasformata di Fourier. Trasformata di Fejer. Trasformata di Laplace.
Funzioni generalizzate: spazio delle funzioni di prova e distribuzioni. Indice di una distribuzione su un intervallo.
Operazioni sulle distribuzioni. Distribuzioni temperate. Soluzioni deboli di equazioni differenziali e funzioni di Green.
Esami propedeutici:
Prerequisiti: Conoscenza di analisi matematica ed elementi di base di analisi funzionale.
Modalità di accertamento del profitto: Esame orale e/o scritto.
Insegnamento: METODOLOGIE DI FISICA ASTROPARTICELLARE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/01
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Il corso intende fornire conoscenze e competenze nel nuovo campo della fisica astroparticellare, dove sono maggiori le
interdipendenze della fisica particellare, l’astrofisica e la cosmologia, con enfasi sugli aspetti fenomenologici e
sperimentali. Saranno illustrati i maggiori risultati sperimentali ed i metodi utilizzati per ottenerli.
Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di saper classificare le astroparticelle secondo le loro interazioni,
spiegare come esse possono fornire nuove immagini dell’Universo, illustrare i metodi di rivelazione e identificazione
delle particelle di origine cosmica ed i relativi limiti sperimentali. Dovrà inoltre dimostrare di conoscere le osservazioni
astrofisiche alla base del Modello Cosmologico Standard, saper utilizzare un modello Newtoniano per descrivere
l’espansione dell’Universo nelle epoche della radiazione e della materia, poter difendere la tesi dell’esistenza di forme di
materia ed energia oscure e formulare ipotesi sui possibili candidati particellari per la materia oscura. Lo studente dovrà
infine acquisire familiarità con la letteratura scientifica del settore, mostrare la capacità di interpretare i dati utilizzandoli per trarre conclusioni critiche circa gli esperimenti attuali - e capacità di esporre sinteticamente il panorama
scientifico, illustrando problematiche e risultati.
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Programma sintetico (sillabo):
Introduzione alla Fisica Astroparticellare;
Introduzione alla cosmologia generale: Richiami di Relatività Speciale, Principi di Relatività Generale, Modello standard
cosmologico, L’Universo in espansione;
Campi e particelle: Il modello standard delle particelle elementari, Teorie di campo quantistico-relativistiche, Rottura
spontanea della simmetria, Oltre il MS: la supersimmetria;
Neutrini: Fisica del neutrino, Masse dei neutrini, Neutrini solari e atmosferici, Oscillazioni di neutrino;
Termodinamica dell’Universo primordiale: Termodinamica all’equilibrio, Evoluzione dell’Universo: epoche della
radiazione e della materia, Antimateria nell’Universo, Freeze-out e materia oscura;
Materia Oscura: Materia oscura nelle galassie e nei cluster, Candidati barionici e non barionici, Lensing gravitazionale,
Ricerche dirette e indirette di WIMP, tecniche di rivelazione, panoramica degli esperimenti;
La radiazione cosmica di fondo e la nascita delle strutture: La scoperta e le origini della radiazione cosmica di fondo
(fotoni e neutrini), Le anisotropie della CMB, Fluttuazioni della densità primordiale, La nascita delle strutture, Situazione
sperimentale;
Particelle dal cosmo: Raggi cosmici, Composizione e spettro, Raggi cosmici nell’atmosfera e underground, Esperimenti
per la misura diretta e indiretta, Astronomia con gamma, UHE sources, Esperimenti su satellite, Astronomia con neutrini,
Supernovae, HE neutrino sources, Telescopi per neutrini, Astronomia con onde gravitazionali, Derivazione
dell’equazione d’onda, Sistemi binari PULSAR, Rivelazione delle onde gravitazionali.
Esami propedeutici:
Prerequisiti: Il corso è rivolto a studenti della laurea magistrale in Fisica con indirizzo subnucleare e astroparticellare o
della laurea magistrale in Astrofisica. Si assume che si siano seguiti corsi fondamentali di fisica quantistica e fisica delle
particelle. Il corso fa inoltre uso delle competenze fornite dai corsi di fisica sperimentale, in particolare per quanto
riguarda l’interazione radiazione-materia ed i rivelatori.
Modalità di accertamento del profitto: Esame scritto e/o orale.
Insegnamento: TECNOLOGIE ASTRONOMICHE
Settore Scientifico - Disciplinare: FIS/05
CFU: 8
Tipologia attività formativa:
Altro (specificare):
Obiettivi formativi:
Fornire capacità d’uso sperimentali, teoriche e numeriche per la progettazione e l’utilizzo dei più moderni strumenti HW
w SW per l’acquisizione e l’interpretazione di dati astronomici.
Programma sintetico:
Fondamenti di MATLAB
Caratterizzazione atmosfera, impatto sulle osservazioni e sui telescopi, teoria del seeing, dispersione, emissione,
rifrazione, estinzione, problematiche di progettazione ADC e seeing monitor con esempi pratici.
Progettazione ottica di un telescopio, ray tracing, metodi di calcolo della qualità dell’immagine ed error budget ottico,
aberrazioni ottiche, metodi optomeccatronici per ottica attiva e adattiva.
Esercitazioni: modello matematico di un correttore di dispersione atmosferica (ADC).
Esercitazioni: modello matematico di un hexapod, uso di programmi di tracing.
Moderni rivelatori per l’astronomia e tecniche di pre-riduzione dati.
Strumentazione per astrofisica delle alte energie da terra (raggi cosmici e neutrini).
Modello matematico di un fotomoltiplicatore, modello di simulazione di un telescopio per neutrini.
Progettazione della struttura di un telescopio e relativa cupola, accoppiamenti meccanici, verifica interfaccia con sistemi
ottici, impatto sull’error budget, FEA, sistema idrostatico (HBS), allineamenti ottico-meccanici, sistemi di guida,
controllo della movimentazione in preset/tracking, impatto sull’error budget, derotazione di campo.
Moderne tecniche e tecnologie per il data mining (DM) in astrofisica, GRID computing, intelligenza artificiale, virtual
observatory.
Modelli matematici per simulazioni in cosmologia, esempi d’implementazione di modelli di DM.
Problematiche di organizzazione, strategie e management di un progetto tecnologico per l’astrofisica, dal design al
commissioning tecnico in sito.
Esami propedeutici: Astrofisica, Laboratorio di Astrofisica.
Prerequisiti: Conoscenza di analisi matematica ed elementi di base di analisi funzionale.
Modalità di accertamento del profitto: Esame orale e/o scritto.
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