- Oggetto:
- Oggetto:
Fisica Astroparticellare e Cosmologica
- Oggetto:
Astroparticle Physics and Cosmology
- Oggetto:
Anno accademico 2022/2023
- Codice dell'attività didattica
- MFN0803
- Docente
- Fiorenza Donato (Titolare)
- Corso di studi
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica - Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- C=Affine o integrativo D=A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/05 - astronomia e astrofisica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
E' fortemente consigliata la conoscenza delle tematiche acquisite nei corsi di Relatività Generale e di Introduzione alla Teoria dei Campi (o Complementi di Meccanica Quantistica).
Knowledge acquired in the courses of General Relativity and Introduction to Field Theory is strongly recommended. - Propedeutico a
-
Attività di ricerca nel campo della Fisica Astroparticellare.
Research activity in the field of Astroparticle Physics. - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento offre una introduzione ai seguenti temi: fisica dell'Universo primordiale, connessione tra la fisica delle particelle e la cosmologia, alcune applicazioni astrofisiche della fisica delle particelle, in particolare al problema della materia oscura e dei raggi cosmici.
The course provides an introduction to the following topics: physics of the early Universe, connection between particle physics and cosmology, some astrophysical applications of particle physics, especially related to the dark matter and cosmic ray problems.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacita' di comprensione
Conoscenza e comprensione del modello cosmologico standard, della connessione tra la fisica fondamentale e la cosmologia e di alcune delle principali applicazioni della fisica delle particelle all'astrofisica e alla cosmologia.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione
Sviluppo della capacità di comprendere e padroneggiare metodi matematici opportuni nella risoluzione di problemi complessi. Capacita' di svolgere calcoli inerenti allo studio dell'evoluzione dell'Universo e del comportamento delle particelle elementari nel contesto dell'Universo termico e non termico.
Knowledge and understanding
Knowledge and understanding of the standard cosmological model, of the inteconnection between fundamental physics and cosmology and of some of the main applications of particle physics to astrophyscs and cosmology.
Applying knowledge and understanding
Development of the ability to ciomprehend and master the mathematical tools necessary to solve complex problems. Ability to perform theoretical calculations concerning the study of the evolution of the Universe and of the behavious of elementary particles in the context of the thermal and non-thermal Universe.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lezioni alla lavagna, con sviluppo esplicito di tutto il formalismo.
E' importante la registrazione sulla piattaforma Campusnet, in quanto quello e' l'unico canale di comunicazione ufficiale che la docente avrà a disposizione per contattare rapidamente gli studenti.
Lessons at the blackboard, with explicit development of all formalism.
It is important that students are registered on the Campusnet platform, as that is the only official communication channel that the teacher will have available to contact students quickly.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova orale, della durata tipica di 40 minuti, nella quale viene chiesto di affrontare ab initio due argomenti svolti a lezione, impostando il problema dal punto di vista sia fisico che matematico.
The exam consists in an oral examination, of typical duration of 40 minutes, during which the student has to develop ab initio two of the topics explained during the lectures. The student has to demonstrate to have gained both physical insight and technical mathematical abilities.
- Oggetto:
Attività di supporto
Non previste
Not foreseen
- Oggetto:
Programma
Evidenze osservative sulle proprietà fondamentali dell'Universo
Breve richiamo di Relativita' Generale
Principio Cosmologico, metrica di Robertson-Walker, modello di Friedmann
Evoluzione dinamica dell'Universo
Termodinamica dell'Universo in espansione
Equazione di Boltzmann: equilibrio e disaccoppiamento
Particelle elementari nell'Universo primordiale
I neutrini nell'Universo primordiale
Nucleosintesi primordiale
Radiazione cosmica di fondo: formazione, proprietà, anisotropie
Fisica del neutrino
Neutrini da supernovae
Raggi cosmici nella Galassia: sorgenti, accelerazione, propagazione, flusso a Terra
Raggi gamma dallo spazio
Fisica astroparticellare a multi-messaggero
Candidati particellari di Dark Matter
Ricerche di materia oscura particellare: segnali astrofisici e connessione con la ricerca di nuova fisica agli acceleratori
Observational facts on the fundamental properties if the Universe
Brief summary of General Relativity (if required)
Cosmological Principle, Robertson-Walker metric, Friedmann model
Dynamical evolution of the Universe
Thermodynamics in the expanding Universe
Boltzmann equation: equilibrium and decoupling
Elementary particles in the early Universe
Neutrinos in the early Universe
Primordial Nucleosynthesis
Cosmic microwave background radiation:formation, properties, anisotropies
Neutrino physics
Supernovae neutrinos
Galactic cosmic rays: Sources, acceleration, propagation, fluxes at Earth
Gamma rays from space
Multi-messenger techniques in astroparticle physics
Particle cadidates for Dark Matter
Particle dark matter searches: astrophysical signals and connection to searches for new physics at accelerators
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- The Early Universe
- Anno pubblicazione:
- 1994
- Editore:
- Addison Wesley
- Autore:
- E.W. Kolb, M.S. Turner
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Il corso non segue un unico testo: e' particolarmente importante la frequenza alle lezioni.
Testi di riferimento sono i seguenti:
E.W. Kolb, M.S. Turner: "The Early Universe" (Addison Wesley)
S. Weinberg: "Gravitation and Cosmology" (Wiley)
S. Weinberg: "Cosmology" (Oxford University Press)
J. Peacock: "Cosmological Physics" (Cambridge University Press)
J. Bernstein: "Kinetic Theory in the Expanding Universe" (Cambridge Monographs on Mathematical Physics)
J. Lesgourgues, G. Mangano, G. Miele, S. Pastor: "Neutrino Cosmology" (Cambridge University Press)
S. Carroll: "Spacetime and Geometry"(Benjamin Cummings)
L. Bergstrom, A. Goobar: "Cosmology and Particle Astrophysics" (Springer)
P.J.E. Peebles: "Principles of Physical Cosmology" (Princeton University Press)
P. Di Bari: "Cosmology and the Early Universe" (CRC Press)
S. Dodelson and F. Schmidt: "Modern Cosmology" (Academic Press)
The lectures are not based on a single book: therefore attendance is higly recommended.
Recommended books:
E.W. Kolb, M.S. Turner: "The Early Universe" (Addison Wesley)
S. Weinberg: "Gravitation and Cosmology" (Wiley)
S. Weinberg: "Cosmology" (Oxford University Press)
J. Peacock: "Cosmological Physics" (Cambridge University Press)
J. Bernstein: "Kinetic Theory in the Expanding Universe" (Cambridge Monographs on Mathematical Physics)
J. Lesgourgues, G. Mangano, G. Miele, S. Pastor: "Neutrino Cosmology" (Cambridge University Press)
S. Carroll: "Spacetime and Geometry"(Benjamin Cummings)
L. Bergstrom, A. Goobar: "Cosmology and Particle Astrophysics" (Springer)
P.J.E. Peebles: "Principles of Physical Cosmology" (Princeton University Press)
P. Di Bari: "Cosmology and the Early Universe" (CRC Press)
S. Dodelson and F. Schmidt: "Modern Cosmology" (Academic Press)
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 14:00 - 16:00 Aula C Dipartimento di Fisica Mercoledì 14:00 - 16:00 Aula C Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 27/09/2022 al 13/01/2023
- Oggetto:
Note
- Oggetto:
