Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze su: nucleo atomico e sue proprietà – reazioni nucleari e modelli di reazione – interazioni fondamentali e particelle elementari

Metodi didattici

Il metodo di insegnamento è basato su lezioni dialogate accompagnate da sviluppi matematici e dimostrazioni alla lavagna. A seconda dell'argomento viene seguito il metodo deduttivo o quello induttivo. La trattazione è seguita da una discussione interattiva per stimolare l'analisi degli argomenti trattati e chiarire eventuali dubbi.

Prerequisiti

conoscenze su: nucleo atomico e sue dimensioni – energie di legame e modelli nucleari – interazioni fondamentali – trasmutazioni nucleari – reazioni nucleari indotte da particelle e da ioni leggeri – quark e leptoni – modello statistico delle reazioni nucleari – reazioni nucleari indotte da ioni pesanti.

Verifiche dell'apprendimento

Colloquio orale con esercizi.

Programma del Corso

1. – Introduzione. La Fisica dei sistemi subatomici. Lo studio del nucleo tramite le reazioni nucleari. Il ruolo dei modelli. Leggi di conservazione e principi di simmetria. 2. – Proprietà dei nuclei. Dimensioni e forma dei nuclei. Significato del raggio nucleare. Spin e parità. Momenti elettrici e magnetici. Stati eccitati e scala dei tempi. 3. – Introduzione alle reazioni nucleari Cinematica delle reazioni Nucleari. Bilancio di massa ed energia. Quantità conservate. Eccitazione coulombiana. Polarizzazione e correlazioni angolari. Scattering di particelle identiche. Reazioni inverse. Nucleo composto e frazioni di branching. Risonanze giganti e Strength function. Assorbineto debole e forte. Diffrazione e rifrazione; modello ottico. 4. -Teoria elementare dello scattering Onda incidente ed onda scatterata. Equazioni accoppiate e forma integrale dell’equazione di Schrodinger. Approssimazione di Born. Approssimazione di Born in onde distorte. Onde parziali. Matrice di scattering. Shift di fase. Sviluppo in onde parziali di ampiezza di scattering e sezione d’urto. Teorema ottico. Trasmissione e riflessione attraverso la barriera coulombiana. Sezione d’urto in prossimità della soglia. Collisioni fra particelle con spin. Canali di collisione. Descrizione classica e semiclassica dello scattering. Funzione di deflessione, rainbows e glories. Approssimazione impulsiva, WKB ed iconale 5. – Modelli di reazione Sharp e smoot cut-off. Effetti del campo coulombiano. Diffrazione alla Fresnel ed alla Fraunhofer. Strong absorption model. Approssimazione adiabatica. Accoppiamento spin orbita. Potenziali medi per proiettili compositi. Potenziali immaginari. Reazioni di stripping, pick-up e knock out. Processi multistep ed accoppiamento forte. Stati analoghi isobarici. Teoria statistica del nucleo composto. Reazioni fra ioni pesanti.