Corso di laurea magistrale in Fisica

Conoscenza dei concetti base della Fisica delle Particelle e Nucleare

Non ci sono propedeuticità.
L’insegnamento erogato ha carattere complementare, a scelta dello student*: è di particolare interesse per l’indirizzo in Astrofisica, integrativo per gli indirizzi in Fisica Teorica, Fisica del Sistema Meteo climatico, Fisica Generale, Fisica delle Tecnologie Avanzate, Fisica Nucleare e Sub-nucleare e Fisica Biomedica.

L’insegnamento, a carattere integrativo, intende:

fornire la conoscenza di base sui Neutrini come particelle e sulla loro interazione con la materia nell’ambito del Modello Standard delle interazioni fondamentali; inquadrare il ruolo che il neutrino gioca nell'evoluzione degli oggetti astrofisici come il  Sole, le Supernovae e altre sorgenti  astrofisiche; infine, discutere il ruolo complementare  che i neutrini hanno come messaggeri dell’universo profondo in relazione ad altri vettori di informazione quali i Raggi Cosmici e la Radiazione elettromagnetica.

L’insegnamento proposto completa la formazione in Astrofisica sperimentale attraverso la discussione di argomenti di frontiera  che caratterizzano  l’innovazione scientifica e tecnologica del  settore.

Conoscenza e capacità di comprensione

Conoscere i meccanismi di produzione dei neutrini in sorgenti  astrofisiche e artificiali (produzione ai reattori e agli acceleratori)  e  i metodi sperimentali utilizzati per la loro rivelazione.

Comprendere il  percorso scientifico, teorico e sperimentale,  che ha  portato alla loro scoperta e alla caratterizzazione  delle loro proprietà particellari.

Conoscere le tecniche sperimentali utilizzate  per lo studio delle loro proprietà.

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Capacità di discutere, in base alle teorie che sono state sviluppate, i risultati sperimentali al fine di derivare le proprietà fondamentali dei neutrini (oscillazioni dei neutrini nel vuoto e nella materia, misura della massa) e i meccanismi di produzione nelle sorgenti  astrofisiche.

Capacità di valutare le  evoluzioni teoriche e sperimentali dell’Astrofisica Neutrinica dalla lettura di pubblicazioni  scientifiche  recenti, ad esempio quelle proposte nei moduli didattici.

• Introduzione
• Cenni storici su postulato ed esistenza dei neutrini nel modello Standard
• L’esperimento di Reines-Cowan e la scoperta del  neutrino elettronico
• Massa e numero di specie dei neutrini
• Teoria dell’Oscillazione nel vuoto e nella materia

• Rivelatori per neutrini
• I canali di interazione  con la materia e le soluzioni tecniche sperimentali adottate  per rivelarli
• Cenni sulla produzione e rivelazione di neutrini in sorgenti artificiali (reattori e  acceleratori)

• Neutrini cosmologici
• Natura e origine deI fondo cosmico di neutrini nell’evoluzione dell’Universo
• Cenni sulla possibilità di rivelazione

• Neutrini atmosferici
• Introduzione ai Raggi Cosmici (RC)
• Teoria dei neutrini atmosferici da RC
• Rivelazione dei neutrini atmosferici e suo apporto alla Teoria delle Oscillazioni di specie

• Neutrini Solari
• Il Modello  Solare
• Emissione e rivelazione dei neutrini solari

• Neutrini da Supernovae
• Cenni di evoluzione stellare
• Produzione di neutrini da collasso gravitazionale stellare
• Tecniche di rivelazione
• Un caso sperimentale: la Supernova 1987A

• Neutrini da sorgenti astrofisiche
• Cenni di teoria sulla produzione di neutrini alle alte energie (> 100 TeV)
• Modalità di rivelazione
• Discussione dei più recenti risultati  con il rivelatore IceCube e connessione con lo studio della radiazione cosmica

 

Le modalità d'insegnamento del corso consistono in lezioni frontali in presenza  guidate dalla proiezione di  diapositive, ma includono, quando necessario, la derivazione di calcoli e formule alla lavagna e la partecipazione interattiva.

 

• Gli student* (frequentanti e non) devono registrarsi sulla piattaforma Campusnet, canale di comunicazione ufficiale  durante l’erogazione dell’insegnamento.

 

• Il materiale didattico, slides dei docenti, articoli di supporto e testi didattici consigliati per ogni singolo modulo  sarà reso disponibile sulla piattaforma Moodle dell’insegnamento e verrà aggiornato  prima di ogni lezione.

 

• Le lezioni dell'A.A 2024/2025 saranno in presenza; la frequenza non è obbligatoria ma  fortemente consigliata per fruire al meglio i contenuti del corso.

 

• Gli argomenti dell'insegnamento (48 ore / 6 cfu) verranno condivisi tra i due docenti titolari per aree tematiche così ripartite: Introduzione generale, Rivelatori, Neutrini Atmosferici e Astrofisici (Prof. C. Vigorito, 28 ore), Neutrini Cosmologici, Solari e da Supernovae (Prof. A. Molinario, 20 ore)

Lingua:

     Le lezioni saranno tenute in Inglese  salvo diverso accordo con studenti/studentesse frequentanti.

L'esame consiste in una prova orale, della durata  di circa  45 minuti. L’esame inizia  con un argomento a scelta, teorico o sperimentale, tra quelli proposti  nei moduli didattici del corso. E’ prevista  l’interazione/discussione  con i docenti dei diversi aspetti scientifici (teorici/sperimentali)  che il tema proposto richiama anche in relazione a argomenti ad esso affini.

L’esame  si sviluppa successivamente  con domande inerenti i temi trattati a lezione dei quali deve essere posseduta una sufficiente conoscenza di base. Sarà  apprezzata la visione di insieme ovvero l’interconnessione tra gli  aspetti teorici e sperimentali dei vari temi trattati a lezione.

Il calendario didattico definitivo delle lezioni  viene normalmente concordato  con i frequentanti durante la  lezione introduttiva partendo dalla proposta del manager didattico e tenendo conto della disponibilità dell’aula e  degli impegni didattici assunti.

I docenti sono a disposizione per il ricevimento  (da concordare vie e-mail), possibilmente rispettando la  distribuzione degli argomenti dell’insegnamento come dichiarata  al paragrafo “Modalità’ di Insegnamento”.

Per le esigenze di student* lavoratori e per richieste relative a bisogni DSA contattare direttamente i docenti.

E-mail:

C.F. Vigorito  Carlo.Vigorito@unito.it

A.Molinario  Andrea.Molinario@unito.it

Il materiale didattico, periodicamente aggiornato, è  costituito principalmente dalle  diapositive presentate,  brevi dispense e video anche di altri docenti  sui temi trattati a lezione, bibliografia di riferimento.  Il materiale viene rilasciato sulla piattaforma MOODLE dell’insegnamento precedentemente all’erogazione di  ciascun modulo didattico.

Lezione introduttiva 24 Set. 2024  Aula Verde  ore 11.00