Obiettivo e' fornire una panoramica generale della fenomenologia dell'interazione forte del Modello Standard. Nella prima parte del corso si discutono le caratteristiche principali dell'interazione tra nucleoni che permette la formazione dei nuclei atomici. Si descrive la costruzione di un modello fenomenologico di potenziale per tale interazione che fornisca una descrizione realistica del problema a molti corpi in Fisica Nucleare. Nella seconda parte del corso, si descrive la fenomenologia del nucleone e delle sue risonanze e la sua interpretazione in termini della teoria delle interazioni forti nel Modello Standard, la Cromodinamica Quantistica (QCD). Scopo del corso e' illustrare allo studente alcuni argomenti caratterizzanti della Fisica Nucleare, ed introdurlo agli sviluppi piu' recenti (che si collocano nella cosiddetta Fisica Adronica, secondo una terminologia piu' moderna), cercando di fornire le conoscenze di base per affrontare tematiche piu' specifiche legate ad argomenti di ricerca di frontiera.
Prerequisiti
Si consiglia di frequentare il corso dopo aver seguito gli insegnamenti di Introduzione alla Fisica Nucleare ed Elettrodinamica Quantistica.
Metodi didattici
Lezioni frontali con proiezione in Keynote di slides e di note a commento. Tutto il materiale didattico viene messo a disposizione degli studenti sulla piattaforma di e-learning Kiro sia in formato originale (Keynote) che in PDF, compresa la videoregistrazione della lezione. Ogni lezione è organizzata in modo da assomigliare il più possibile ad un seminario indipendente, cioè ad una presentazione e discussione critica di un argomento specifico, perché questa è la modalità prescelta per la prova d'esame.
Verifica Apprendimento
Esame orale. La prova consiste nella presentazione e discussione di una relazione di approfondimento su uno specifico argomento a scelta del programma, e di una verifica della conoscenza di massima degli altri argomenti presentati nel corso. L'obiettivo è verificare nello studente il livello di comprensione nonché le sue capacità di sintesi, chiarezza espositiva, e comunicazione. L'obiettivo insomma è educare lo studente ad un approccio professionale ad un problema o ad un argomento non conosciuto, sviluppando quelle abilità che sono necessarie non solo nell'attività di ricerca ma anche nel mondo del lavoro professionale. La valutazione della prova è effettuata in trentesimi.
Testi
- M.A. Preston and R.K. Bhaduri, "Structure of the Nucleus" (Westview Press, 1975 rist. 1982) - K.S. Krane, "Introductory Nuclear Physics" (John Wiley & Sons, 1988) - F. Close, "An Introduction to Quarks and Partons" (Academic Press, 1979) - M.E. Peskin and D.V. Schroeder, "An Introduction to Quantum Field Theory" (Addison-Wesley, 1995) - R.G. Roberts, "The Structure of the Proton - Deep Inelastic Scattering" (Cambridge Univ. Press, 1990) - C.T.E.Q. Collaboration, "Handbook of perturbative QCD", Rev. Mod. Phys. vol. 67 (1995) 157-248, https://www.physics.smu.edu/scalise/cteq/handbook/v1.1/handbook.pdf Materiale didattico a disposizione sulla piattaforma di e-learning Kiro.
Contenuti
Caratteristiche principali dell'interazione nucleone-nucleone: indipendenza dalla carica elettrica, dipendenza dallo spin, isospin, altre simmetrie. Teoria dello scattering elettrone-nucleo: sviluppo in multipoli, momenti magnetici e di quadrupolo, fattori di forma e dimensione dei nuclei. Il caso del deuterio e le forze non centrali. Costruzione del potenziale OBEP. Introduzione al problema a molti corpi e modello efficace a particella singola: il modello a shell. Simmetrie dell'interazione forte e spettro dei barioni e dei mesoni: il modello a quark di Gell-Mann. Scattering elettrone-nucleone: fattori di forma del nucleone e modelli a quark. Scaling nello scattering elettrone-nucleone e modello a partoni: test del modello, la "spin crisis". Superamento del modello a partoni: violazione dello scaling e cenni alle equazioni di evoluzione di Altarelli-Parisi, cenni all'Operator Product Expansion (OPE). OPE e definizione rigorosa delle distribuzioni partoniche.