ITALIANO

- GENERALITA' e PROPRIETA' GENERALI dei NUCLEI
- STABILITA' NUCLEARE
- DIFFUSIONE di PARTICELLE
- FORMA GEOMETRICA dei NUCLEI
- INTERAZIONI e MODELLI
- REAZIONI NUCLEARI
- PARTICELLE ELEMENTARI
- FENOMENOLOGIA DELL'INTERAZIONE DEBOLE

Particles and Nuclei
B. Povh, K. Rith, C. Scholz, F. Zetsche,
W. Rodejohann
Bollati Boringhieri

Nuclear and Particle Physics
B. R. Martin
Wiley

Il corso si propone di fornire le basi sperimentali, teoriche e metodologiche della Fisica nucleare e subnucleare.
L’obiettivo viene perseguito seguendo anche un approccio storico volto a descrivere l’avanzamento delle
conoscenze, lo sviluppo dei modelli e la progettazione ed esecuzione di esperimenti mirati.

Oltre a ciò, il corso intende formare negli studenti:
- capacità di individuare gli elementi essenziali di un processo, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario per la sua descrizione;
- capacità di applicazione pratica delle leggi di conservazione e di esecuzione di calcoli numerici con l’utilizzo delle unità di misura tipiche della Fisica nucleare e subnucleare

Gli studenti devono aver sostenuto gli esami di Fisica Generale II e di Laboratorio di Fisica II

Lezioni ed esercitazioni numeriche in aula, studio assistito.

La verifica del livello di apprendimento consisterà in una prova orale da effettuarsi alla fine del corso

Eventuale materiale didattico integrativo è reperibile sul sito
https://elearning.unina2.it/

GENERALITA' e PROPRIETA' GENERALI dei NUCLEI: Le interazioni fondamentali. Gli esperimenti di diffusione e di spettroscopia. Energia di legame dei nuclei. Spettroscopia di massa. Formula semiempirica delle masse. Indipendenza dalla carica delle forze nucleari e isospin.

STABILITA' NUCLEARE: Decadimenti radioattivi: generalità. Fenomenologia del decadimento beta. Il decadimento alfa. La fissione nucleare. Il decadimento gamma: regole di selezione.

DIFFUSIONE di PARTICELLE: Generalità: diffusione elastica ed anelastica. Sezioni d'urto. La "regola aurea" di Fermi.

FORMA GEOMETRICA dei NUCLEI: Cinematica relativistica della diffusione di elettroni da nuclei. La sezione d'urto di Rutherford. La sezione d'urto di Mott. I fattori di forma nucleari. Distribuzione di carica e di massa nei nuclei. 4.

INTERAZIONI e MODELLI: La struttura a quark dei nucleoni. I quarks negli adroni. L'interazione quark-gluone. Il deutone. La diffusione nucleone-nucleone. Potenziale di Yukawa. Modello a gas di Fermi. Il modello a shell. Il modello rotazionale.

REAZIONI NUCLEARI: Grandezze osservabili e leggi di conservazione. Energetica delle reazioni nucleari. Reazioni con formazione di nucleo composto e reazioni dirette. Risonanze.

PARTICELLE ELEMENTARI: Produzione di particelle in processi di diffusione e+e-. I colliders e+e-. Produzione di coppie di leptoni. Le risonanze. Produzione adronica non risonante.

FENOMENOLOGIA DELL'INTERAZIONE DEBOLE: Universalità dell'interazione leptonica. La massa dei neutrini. Neutrino mixing e oscillazioni. Processi di corrente carica: leptonici, semi-leptonici e non-leptonici. Universalità dell'interazione debole. Le famiglie di quarks. L'angolo di Cabibbo. La violazione della parità e la conservazione di CP.

Italian

- GENERAL PROPERTIES of NUCLEI
- NUCLEAR STABILITY
- SCATTERING of PARTICLES
- GEOMETRIC SHAPE OF NUCLEI
-INTERACTIONS and NUCLEAR MODELS
- NUCLEAR REACTIONS
- ELEMENTARY PARTICLES
-PHENOMENOLOGY OF WEAK INTERACTION

Particles and Nuclei
B. Povh, K. Rith, C. Scholz, F. Zetsche,
W. Rodejohann
Bollati Boringhieri

The course aims to provide the experimental, theoretical and methodological bases of nuclear and subnuclear physics.
The objective is pursued following also an historical approach aimed at describing the progress of the
knowledge, the model development and the design and execution of key experiments.

Moreover, the course provides students:
- ability to identify the essential elements of a process, in terms of order of magnitude and level of approximation necessary for its description;
- ability to apply the laws of conservation and execution of numerical calculations with the use of the units typical of nuclear and sub-nuclear physics

Students must have passed the examinations of General Physics II and Physics Laboratory II

Classroom lectures and numerical exercises, assisted study.

The verification of the learning level will consist of an oral test to be carried out at the end of the course

Any additional educational material can be found on the site
https://elearning.unina2.it/

GENERAL PROPERTIES of NUCLEI: The fundamental interactions. Spectroscopy and scattering experiments. Binding energy of nuclei. Mass spectroscopy. Semiempirical mass formula. Charge independence of nuclear forces.

NUCLEAR STABILITY: Radioactive decays. Phenomenology of beta decay. Alpha decay Nuclear fission. Gamma decay & selection rules.

SCATTERING of PARTICLES: General: elastic and inelastic scattering. Cross sections. Fermi "golden rule".

GEOMETRIC SHAPE OF NUCLEI: Relativistic kinematics of electron scattering from nuclei. Rutherford cross section. Mott cross section . Nuclear form factors. Charge and mass distribution in nuclei.

INTERACTIONS and NUCLEAR MODELS: The quark structure of nucleons. The quarks in hadrons. The quark-gluon interaction. The deuteron. The nucleon-nucleon scattering. Yukawa Potential. Fermi gas model. The shell model. The rotational model.

NUCLEAR REACTIONS: Observable quantities and conservation laws. Energetics of nuclear reactions. Compound nucleus reactions and direct reactions. Resonances.

ELEMENTARY PARTICLES: Particle production in e + e- scattering processes. The e+ e- colliders . Lepton pairs production. Resonances. Non-resonant hadron production.

PHENOMENOLOGY OF WEAK INTERACTION: Universality of leptonic interaction. The mass of neutrinos. Neutrino mixing and oscillations. Charged current processes: leptonic, semi-leptonic and non-leptonic. Universality of the weak interaction. Quarks families. Cabibbo angle. Parity violation and CP conservation.