C.d.L. in Fisi a - Anno A ademi o 2006/07
Prof. Andrea Bizzeti
E ri hiesta la onos enza degli argomenti di base indi ati nel programma. Gli approfon-
dimenti (evidenziati in orsivo) non sono indispensabili al superamento dell'esame. Lo
studente puopreparare unargomento apia ere daesporre nei primi10minutidell'esame.
Ri hiami di relativita ristretta.
Postulati, evento, intervallo, quadrivettore tempo-posizione, trasformazioni di Lorentz,
tempoproprio. Quadrivettore energia-quantita di moto, massa invariante.
Quadrivettori e quadritensori, tensore metri o e prodotto s alare. Equazioni diMaxwellin
forma ovariante,quadripotenziale e quadrivettore ampo elettromagneti o,trasformazioni
di Lorentz del ampo elettrmagneti o.
Introduzione alla si a nu leare
Cennistori i: s opertadellaradioattivita,esperimentodiRutherfordedevidenzadelnu leo
atomi o; primi modelli nu leari; s operta del neutrone.
Costituentidelnu leo;nu lidi;isotopi, isobari,isotoni. Distribuzione deinu lidistabilinel
diagramma N-Z.
Caratteristi he del nu leo atomi o.
Raggio nu leare e sua misura; di usione di elettroni e fattore di forma.
Altri metodi di misura del raggio nu leare attraverso l'interazione elettromagneti a ed at-
traverso l'interazione nu leare.
Spettrometro di massa; misura della massa atomi a ol metodo dei doppietti di massa.
Massaedenergiadilegamenu leare: energiadiseparazioneneutroni aeprotoni a;formula
semiempiri adellamassa; paraboladelle massepergliisobari; valledi stabilita. Momento
angolare,paritaemomentielettromagneti ideinu leoniedeinu lei. Statie itatinu leari.
L'interazione nu leone-nu leone.
Ildeutone: energia di legame, spin, parita,momenti elettromagneti i.
Elementi di teoria dello s attering; sviluppo in onde parziali; phase shift.
Di usione elasti a nu leone-nu leone. Proprieta della forza nu leare.
Modelli nu leari.
Modello a go ia. Modello a gas di Fermi ed energia di Fermi. Numeri magi i e modello
a shell sferi o; stati e itati di parti ella singola.
Momenti elettromagneti i e modello a shell; linee di S hmidt. Misura della densita di
probabilita della funzione d'onda del protone 3S
1=2 nel
208
Pb.
E itazioni ollettive vibrazionali e rotazionali; nu lei deformati.
Il de adimento radioattivo.
Legge di Soddy; attivita, ostante di de adimento, vitamedia e tempo di dimezzamento.
Produzioneede adimentodinu leiradioattivi. Diramazioni, atene dide adimenti, equi-
librio se olare. Radioattivitanaturale e serie radioattive.
Misura della ostante di de adimento. Radiodatazione.
Elementididosimetriaeradioprotezione. E ettibiologi idelleradiazioniionizzanti. Gran-
Cinemati a del de adimento. Nu lei -instabili. Tempo di dimezzamento e Q-valore.
Teoriadi Gamow, Gurney e Condon del de adimento .
Cal olo del fattore di Gamow. De adimenti on emissione di nu lei pi u pesanti ( 14
C).
La ssione nu leare.
Fissione nu leare spontanea ed indotta. Energia di attivazione. Condizioniper la ssione
immediata a seguito dell'assorbimento di neutroni.
Caratteristi he dei frammenti di ssione e dei loro prodotti di de adimento. Neutroni
ritardati. Prin ipi di funzionamento diun reattore termonu leare a ssione. Moderazione
dei neutroni. Il reattore naturale di Oklo.
Il de adimento beta.
Tipi di de adimento beta. Cinemati a: Q-valore, forma dello spettro. Ilneutrino. Teoria
di Fermi del de adimento beta. Plot di Fermi-Kurie.
Neutrini ed antineutrini. Esperimento di Cowan e Reines; esperimento di Davis. Esperi-
menti per la misura della massa del neutrino.
TransizionidiFermiedi Gamow-Teller;log(ft);de adimenti beta \permessi" e\proibiti".
Violazione della parita nel de adimento beta; eli ita del neutrino.
EsperimentodiWuet al.,esperimentodiGoldhaberetal.. Limitisperimentalisullamassa
del neutrino. Il de adimento doppio-beta.
Il de adimento gamma.
Q-valore, energia del gamma, energia di rin ulo del nu leo. Multipolarita e regole di
selezione. Conversione interna.
Stime di Weisskopf della ostante di de adimento. Misura della distribuzione angolare e
determinazione diJ P
degli stati nu learie itati. Catenedide adimento distati e itati
rotazionali.
Emissione e assorbimentogamma; larghezza naturale; allargamento Doppler.
Fluores enza di risonanza; e etto Mossbauere sue appli azioni.
Reazioni nu leari.
Grandezze si hemisurabili. Caratteristi hedeifas i. Sezionid'urto. Quantita onservate
nelle reazioni nu leari. Q-valore. Produzione di stati nu leari e itati. Isospin. Stati
analoghi negli isobarie multipletti diisospin.
Di usione nu leare e modello otti o.
Reazioni dirette e reazionia nu leo omposto. Risonanze; formula di Breit-Wigner.
Interferenza risonanza- ontinuo. Esempi di risonanze.
La fusione nu leare. Q-valore. Barriera oulombiana e fattore di Gamow.
Fisi a dei neutroni.
Sorgenti, moderazionee rivelazione dei neutroni. Classi azionein base all'energia.
Utilizzo dei neutroni termi i: selezione in velo ita; ri essione di Bragg; mono romatore.
Interferometria neutroni a (esperimenti sul ampo gravitazionale e sulla pre essione).
Testo onsigliato:
- K.S. Krane, Introdu tory Nu lear Physi s, Wiley 1986
