FISICA NUCLEARE (f)

2o MODULO

A. A. 1998-99

Prof. Marco Traini

Oggetto e obiettivi del corso

Nel corso di Fisica Nucleare si intende trasmettere allo studente i concetti fondamentali della fisica dei nuclei come sistemi di adroni interagenti. A questo fine, nel presente modulo, viene fornita una descrizione dei costituenti (protone e neutrone) e dei mesoni come aggregati di quarks, mentre nel modulo precedente l'accento è posto sull'interazione tra nucleoni. Parte del corso (circa dieci ore) sarà tenuto dal prof. Vicente Vento dell'Università di Valencia (Spagna) nel quadro dell'accordo "staff teaching mobility" del progetto SOCRATES,.

Programma

  1. I nucleoni e i pioni: proprietà del protone e del neutrone, carica, spin, isospin. Leggi di conservazione e proprietà di simmetria. Isospin ed SU(2). Il pione e i tripletti. Tests sperimentali dell'invarianza di isospin: la diffusione pione nucleone. L'ipercarica e i Barioni, le risonanze barioniche, la relazione di Gell-Mann - Nishijima.
  2. La simmetria SU(3) e i quarks: Le rappresentazioni di SU(3), quarks e antiquarks, gli ottetti dei mesoni, U-spin, la formula di massa di Gell-Mann - Okubo.
  3. Quarks con spin: SU(6), cenni ai tableaux di Young, le funzioni d'onda del neutrone e del protone e i loro momenti magnetici. Il colore.
  4. Modelli a quarks per il nucleone: Modello ad oscillatore armonico, la massa della risonanza Delta e l'interazione iperfine, densità di carica e fattori di forma elettrici. Cenni al modello di Isgur e Karl, potenziale a due oscillatori armonici.
  5. Potenziali tra quarks: Lo spettro dei mesoni pesanti, potenziali confinanti di tipo lineare ed interazione di tipo Coulombiana (riduzione non relativistica dell'interazione di scambio di un gluone). Soluzione (numerica) dell'equazione di Schrödinger e spettro teorico.
  6. Modelli a potenziale per i barioni: Il formalismo ipersferico, le armoniche ipersferiche. Potenziali ipercentrali, distribuzioni di carica e fattori di forma per modelli semplici. Soluzioni numeriche per l'equazione ipercentrale e spettro del nucleone. Il ruolo della risonanza Roper e le forze a tre corpi.

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Modalità e svolgimento dell'esame

L'esame consiste un una prova orale sugli argomenti trattati.