FISICA NUCLEARE (f)
2o MODULO
A. A. 1999-2000
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).
Programma
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
Testi consigliati
- F.E. CLOSE, An introduction to Quarks and Partons,
Academic Press, London 1979.
- H. FRAUENFELDER e E.M. HENLEY, Subatomic Physics, seconda edizione,
Prentice Hall 1991.
- P. GONZALEZ, The two and three body problems in non-relativistic quantum
mechanics: some techniques, dispense della Facoltà di Scienze, A.A.
1997/98
- V. VENTO, The dynamics of color, dispense della Facoltà di Scienze,
A.A. 1998/99.
- M. TRAINI, appunti distribuiti durante il corso.
Modalità e svolgimento dell'esame
L'esame consiste un una prova orale sugli argomenti trattati.