D1. Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso lo studente deve dimostrare di conoscere l'evoluzione storica delle attuali conoscenze fenomenologie e teoriche, e dei metodi sperimentali ad esse abbinati. Acquisire dimestichezza con la descrizione relativistica dei fenomeni d’urto e diffusione fra nuclei, nucleoni e particelle. Saper descrivere i fenomeni alla base dei sistemi di rivelazione di particelle cariche e neutre. Avere appreso i lineamenti base del modello standard.
D2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso lo studente deve saper applicare le conoscenze acquisite al punto D1 per risolvere esercizi sugli argomenti trattati nel corso.
D3. Autonomia di giudizio: Al termine del corso lo studente saprà giudicare le metodiche sperimentali e gli argomenti teorici trattati nel corso.
D4. Abilità comunicative: Al termine del corso lo studente deve saper esporre chiaramente i concetti acquisiti al punto D1.
D5. Capacità di apprendimento: Al termine del corso lo studente deve essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati, inoltre deve essere in grado di trasferire le nozioni imparate nei successivi insegnamenti.

Aver superato gli esami di fisica e matematica del biennio.
Avere seguito e assimilato i contenuti del corso di Meccanica Quantistica del primo semestre del terzo anno.

Il Corso è diviso in tre moduli:

Fisica nucleare:
- Proprietà generali dei nuclei e loro struttura.
- Stabilità dei nuclei.
- Diffusione di particelle.
- Forza nucleare
- Cenni di fisica nucleare relativistica

Rivelatori:
- Rivelazione e misura della radiazione
- Metodi e tecniche di rivelazione delle particelle
- Rivelatori di particelle

Particelle:
- Relatività ristretta e cinematica relativistica
- Interazioni deboli
- Interazioni forti

Appunti dei docenti, materiale integrativo:
- B. Povh, “Particles and nuclei”
- K. Krane, “Introductory nuclear physics”

Fisica nucleare:
- Elementarietà, interazioni fondamentali e unità di misura.
- Struttura dell’atomo, energia di legame e sua parametrizzazione, spettroscopia di massa, abbondanze dei nuclidi.
- Modello a gas di Fermi, stelle di neutroni, modello a shell, potenziale di Wood-Saxon e potenziale spin-orbita, modelli nucleari più complessi.
- Legge di decadimento radioattivo, produzione e decadimento della radioattività, serie di decadimenti, decadimento alfa e bilanciamenti energetici, decadimento beta, cattura elettronica e rilascio energetico, decadimento gamma e regole di selezione sul momento angolare e la parità, rapporti di ramificazione, radioattività naturale, fissione nucleare ed energia, l’esplosione di Chernobyl.
- diffusione elastica e anelastica, sezioni d’urto, regola d’oro di Fermi, cinematica della diffusione di elettroni, sezione d’urto di Rutherford (calcolo classico e calcolo quantistico), sezione d’urto di Mott, fattori di forma nucleari.
- la forza nucleare e il modello della forza di scambio
- collisioni relativistiche tra ioni pesanti, transizione di fase della QCD, densità di energia di Bjorken

Rivelatori:
- principali meccanismi di interazione tra la radiazione e la materia, perdita di energia di particelle cariche nella materia, percorso residuo (range), Perdita di energia per irraggiamento degli elettroni, radiazione Cherenkov, interazione di fotoni con la materia
- misure di impulso di particelle cariche, cenni a misure di energia
- rivelatori con tecniche visualizzanti, rivelatori che utilizzano la ionizzazione, caratteristiche di un rivelatore

Fisica delle particelle:
- teoria della relatività ristretta e cinematica
- antiparticelle, introduzione ai diagrammi di Feynman, particelle e forze fondamentali, interazioni elettromagnetiche
- caratteristiche generali dei raggi cosmici, la scoperta dei positrone, il mesotrone e la differenza sperimentale tra pioni e muoni, acceleratori di particelle, scoperta dell’antiprotone
- la stranezza, interazioni deboli, scoperta del neutrino, esperimento di Pontecorvo, scoperta del tau, simmetrie discrete, parità, coniugazione di carica e inversione temporale, violazione di parità ed esperimento di Wu
- larghezza di decadimento e vita media, risonanze mesoniche e barioniche, la via degli ottetti, SU(3) e modello a quark, il colore e i gluoni, introduzione alla QCD e cenni al Modello Standard.

Lezioni frontali ed esercitazioni.

N/A

Le modalità di verifica vengono spiegate dal docente agli studenti durante la presentazione del corso nella prima lezione.
La valutazione dello studente prevede una prova scritta e orale in cui vengono proposti esercizi e domande teoriche.
Lo/a studente/essa dovrà dimostrare di essere in grado di risolvere esercizi sugli argomenti proposti durante il corso ed esporre gli argomenti teorici e sperimentali trattati.
Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi.
Per superare l'esame (18/30) lo/a studente/essa deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti di fisica nucleare, delle particelle e dei rivelatori.
Per conseguire il punteggio massimo (30/30 e lode), lo/a studente/essa deve invece dimostrare di aver acquisito una
conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso.

Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati ad eventuali situazioni emergenziali saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell’insegnamento.