69701 - FISICA DELLE PARTICELLE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce un'introduzione alla Fisica delle Particelle che privilegia l'aspetto fenomenologico e sperimentale. Possiede le conoscenze di base per quanto riguarda le interazioni fondamentali, la classificazione delle particelle e le loro proprietà, con riferimento al Modello Standard del microcosmo basato su leptoni, quark, gluoni e bosoni W/Z. In particolare, cono lo studente acquisisce familiarità con le caratteristiche dell'interazione debole e la fenomenologia delle collisioni a bassa ed alta energia(adrone-adrone, leptone-nucleone, protone-antiprotone, protone-protone), con riferimento agli esperimenti classici e a quelli attuali. Lo studente è infine in grado di svolgere esercizi semplici riguardanti gli argomenti svolti.

Programma/Contenuti

  • Origini storiche e concettuali; costituenti ed interazioni fondamentali (forti, elettromagnetiche e deboli).
  • Numeri quantici additivi e moltiplicativi (C, P, T); leggi di conservazione e regole di selezione; accoppiamenti, masse; unita' naturali di misura.
  • Probabilita' di transizione in teoria perturbativa (regola aurea di Fermi); sezioni d'urto, vite medie; relazione tra probabilita' di transizione e misure sperimentali.
  • Caratteristiche dell'interazione debole: decadimento beta e teoria di Fermi; violazione della parita'; universalita' dell'interazione debole.
  • Collisioni adrone-adrone di bassa energia; formazione e produzione di risonanze; misure di numeri quantici; modello statico a quark degli adroni; simmetrie di sapore e di spin.
  • Collisioni leptone-nucleone; "deep inelastic scattering"; modello a partoni e funzioni di struttura.
  • Caratteristiche di acceleratori lineari e collisori; conversione di energia in massa.
  • Misura di quantita' di moto ed energia ed identificazione di particelle nei rivelatori "multipurpose"
  • Collisioni adrone-adrone ad alta energia (sezioni d'urto, produzione di jet, di bosoni W e Z, di quark b e t), con particolare riferimento a LHC.

Testi/Bibliografia

S. Braibant, G. Giacomelli, M. Spurio, Particelle ed interazioni fondamentali, Springer
D.H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Addidon-Wesley

Metodi didattici

Lezioni in aula con esercitazioni

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame di fine corso serve a valutare il grado di apprendimento da parte dello studente delle tematiche svolte e la sua comprensione dei principi fondamentali della Fisica delle Alte Energie.
La prova e` di tipo orale e sulla base della qualita` delle risposte fornite ad alcuni quesiti viene definito il voto.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna normale e luminosa

Link ad altre eventuali informazioni

http://campus.unibo.it/id/eprint/239374

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Castro