Istituzioni Di Fisica Nucleare E Subnucleare 2017/2018

Concetti fondamentali in Fisica delle particelle: fermioni e bosoni; particelle ed antiparticelle. Costituenti fermionici basilari: quark e leptoni. Massa dei quark. Leggi di conservazione dei quark e dei leptoni. Gli adroni: mesoni e barioni. La carica di colore. Bosoni di gauge. Decadimenti; Breit-Wigner. Stati eccitati e risonanze. Stati eccitati dei barioni.

Sezione d’urto. Cinematica relativistica Trasformazioni di Lorentz. Quadrivettori. Sistemi del Laboratorio e del Centro di Massa. Massa invariante di un sistema fisico. Conservazione del quadrimpulso e soglia di una reazione. Invarianti cinematici.

Principi di invarianza e leggi di conservazione: quantità conservate e simmetrie. Traslazioni e rotazioni. Conservazione della carica elettrica.

Particelle ed antiparticelle. Parità; parità intrinseca delle particelle subatomiche: parità del pione, parità di particelle ed antiparticelle, parità del fotone. Coniugazione di carica. Inversione temporale. Teorema- CPT. Le particelle strane.

Interazioni e campi nella fisica delle particelle: teoria di Yukawa. Concetto di propagatore.

Interazioni elettromagnetiche. Fattori di forma dei nucleoni. Scattering anelastico ad alta energia ed il modello a partoni.

Diffusione elettromagnetica di leptoni. Validità della QED ad alti momenti trasferiti. Collisioni elettrone-positrone e carica di colore dei quark.

Interazioni deboli: il decadimento debole, decadimento beta, grafici di Kurie. Non conservazione della parità nelle interazioni deboli: esperimenti sulla non conservazione della parità. Neutrini ed antineutrini. Elicità dei neutrini. Oscillazione dei neutrini.

Teoria V – A. L’interazione universale di Fermi. Il bosone intermedio. Universalità quark-leptone e la teoria di Cabibbo. GIM

Il sistema K0-antiK0. Fenomeno di rigenerazione ed oscillazione del sistema K0 –antiK0. Violazione di CP nel decadimento del KL.

Interazioni forti. Modello a quark. Teoria del colore e cromodinamica quantistica. Mesoni e barioni come stati legati di quark .

Il modello Standard: cenni

Antimateria primordiale nell’Universo  Asimmetria Materia ed Antimateria. Condizioni di Sakarov. Materia Oscura. Energia Oscura. I raggi cosmici.