Cosmologia e Astroparticelle

Dott. Antonio Riotto  (Univ. Di Padova)

Cosmologia standard, Inflazione, Nucleosintesi primordiale e termodinamica dell'Universo, Bariogenesi (alla scala elettrodebole e alla scala delle Grandi Unificazioni), Stringhe cosmiche, Monopoli .

Durata approssimativa:15 ore

Inizio:      Lunedì 2 aprile 2001

Orario:

Lunedi - Martedi - Mercoledi - Giovedi     ore 15.00 - 17.00    Aula 8
Venerdi                                                               ore  9.00 - 11.00     Aula Corbino

Fisica dei Sapori

Prof. Alessandra Pugliese
Dott. Enrico Franco (INFN-Roma I )
 

Durata approssimativa: 20 ore

Inizio:   Lunedì 19 febbraio 2001

Orario:

19.02  ore 15:00 - 17:00   Aula 8
21.02  ore 15:00 - 17:00   Aula 8
26.02  ore 15:00 - 17:00   Aula 8
28.02  ore 15:00 - 17:00   Aula 8
05.03  ore 17:00 - 19:00   Aula 8
07.03  ore 15:00 - 17:00   Aula 8
12.03  ore 17:00 - 19:00   Aula 8
14.03  ore 17:00 - 19:00   Aula 8
19.03  ore 17:00 - 19:00   Aula 8
21.03  ore 15:00 - 17:00   Aula 8

Oltre il Modello Standard

Dott. Andrea Brignole (Univ. Padova)
Dott.ssa Barbara Mele (INFN-Roma I)

Introduzione alla supersimmetria globale N=1 in quattro dimensioni, Costruzione di Lagrangiane supersimmetriche gauge-invarianti, Rottura spontanea e rottura soffice della supersimmetria, Il Modello Supersimmetrico Minimale. Ricerca di Supersimmetria ai colliders., Cosa abbiamo imparato dalle macchine e+e- (LEP), Cosa stiamo imparando dalle macchine adroniche (Tevatron), Il test cruciale di LHC e l'eventuale studio dei dettagli del modello, ai collider lineari e+e-.

Durata approssimativa:    20 ore

Inizio:      seconda settimana di Marzo

Orario: da definire
 
 

Tecniche sperimentali di rivelazione ed identificazione di particelle

Prof. Fernando Ferroni

Principi di funzionamento dei principali rivelatori per HEP, Rivelatori basati sulla scintillazione e sull'effetto Cerenkov, Rivelatori a gas e a semiconduttore, Rivelatori di vertice, camere a fili (proporzionali e a deriva), TPC, RPC, Calorimetri elettromagnetici omogenei e a sampling, Calorimetri adronici e loro compensazione, Identificazione di particelle.

Sono previsti 3 seminari specialistici di 4 ore sugli esperimenti Kloe (Prof. La Cava), BABAR
(Prof. Ferroni) e CDF ATLAS (CMS ) (Prof. Dionisi) .

Durata approssimativa: 20 ore

Inizio:lunedì 05 marzo 2001

Orario:

Lunedì - Martedì - Giovedì ore 15:00 - 17:00  Aula 8

Probabilità e incertezze di misura

Prof. Giulio D'Agostini

Introduzione critica ai metodi statistici convenzionali. Concetti e valutazioni della probabilita`, Inferenza statistica applicate alle misure di grandezze fisiche, con verosimiglianze di vario tipo, sistematici e di background.

Durata approssimativa: 20 ore

Inizio:     giovedì 01 febbraio 2001

Orario:

01.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
02.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
05.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
06.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
12.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
13.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
14.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
15.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8
16.02 ore 16:30 - 18:30 Aula 8

Metodi Computazionali di Base per la Fisica

Prof. Andrea Crisanti
Prof. Silvano Petrarca.

Serie Asintotiche, Espansioni asintotiche di integrali, Metodo di Laplace, Lemma di Watson, Steepest descent e punto di sella,Teoria delle perturbazioni, Teoria delle perturbazioni regolari e singolari,, Raccordo asintotico, Boundary Layers, WKB,Multiple scale analysis. Numerico: Interpolazione ed estrapolazione, Polinomiale, Razionale, Cubic spline, Integrazione Simpson, Roemberg, Gauss, Integrali impropri, Runge-Kutta, Bulrish-Stoer, Adam-Bashfort. Problema del "rounding", Numeri random Metodi MonteCarlo, Manipolazione algebrica, Esempi di soluzioni di problemi fisici, Zero di funzioni, Minimi e massimi, Fast Fourier Transform e Trasformata Z.

Durata approssimativa: 30 ore

Inizio:      giovedì 01 febbraio 2001

Orario:

Martedì - Giovedì ore 14:00 - 16:00  Aula 8

Metodi Monte Carlo e sistemi quantistici interagenti

Prof. Giovanni Bachelet
Dr. Saverio Moroni (INFM Roma I)
Dr. Carlo Pierleoni (Univ. L'Aquila)

Metodi Monte Carlo per integrali multidimensionali., Monte Carlo variazionale per elettroni, Algoritmo di Metropolis, Funzioni Slater-Jastrow., Energia e varianza, Il problema core-valenza, Equazione di Schroedinger in tempo immaginario. Monte Carlo diffusionale: moto browniano, diramazioni,. Campionamento d'importanza: termine di deriva. Fermioni: segno approssimazione dei nodi fissi. Reptation Monte Carlo, Path Integral Monte Carlo.

Durata approssimativa: 30 ore lezione e 15 oreesercitazioni al calcolatore

Inizio:      lunedì 09 aprile 2001

Orario:

dal  lunedì  al Venerdì ore 9:00 - 10:00  Aula 5

Metodologie avanzate di struttura della Materiali:

Tecniche attuali di spettroscopia della materia condensata: Spettroscopia in trasformata di Fourier, Spettroscopia Raman, Spettroscopia con neutroni, Spettroscopia con radiazione di sincrotrone (Prof. P. Calvani ) 8 ore. Metodologie avanzate di ottica: Lasers, Metodi non lineari per la generazione della luce, Ottica impulsiva al picosec e al femtosec, Applicazioni (Prof. P. Mataloni ) 10 ore. Spettroscopia X e UV: Assorbimento X, EXAFS, Fotoemissione, Applicazioni (Dr. N. Saini) 8 ore. Tecniche avanzate di microscopia (Dr. C. Coluzza ) 4 ore.Nuovi Materiali: Proprieta' delle manganiti a magnetoresistenza colossale (Prof. P. Dore ) 4 ore; Proprieta' dei superconduttori ad alta Tc (Dr. S. Lupi ) 6 ore; Semiconduttori a bassa dimensionalita' (Dr. A. Polimeni) 5 ore
 
 

Misura delle distanze in astrofisica e modelli cosmologici

Prof. Francesco Melchiorri

Gli studenti interessati possono seguire questo corso del Dottorato in Astronomia.

Programma da definire.

Durata approssimativa:    da definire

Inizio:      da definire

Orario: da definire
 
 

Large Extra-Dimensions

Prof. F.Zwirner
 

Programma da definire.

Durata approssimativa:    da definire

Inizio:      da definire

Orario: da definire
 
 

La capacita' predittiva della Meccanica Quantistica (MQ), dalle particelle agli stati quantici macroscopici

Prof. G. Diambrini

Richiamo ai fondamenti della Meccanica quantistica e ai suoi problemi interpretativi. Fenomenologia dei mesoni K quale esempio della straordinaria capacita' predittiva della MQ: a) Il doppietto K0, antiK0, b) Le oscillazioni di stranezza, c) Rigenerazione del K short, d)Violazione di CP e le conseguenze cosmologiche. Disuguaglianze di Bell e l'interpretazione quantistica della misura. L'esperimento EPR-La verifica sperimentale delle disuguaglianze di Bell, e la conferma dell' interpretazione standard della MQ. Previsioni della MQ per la sovrapposizione coerente di stati quantici macroscopici e l' esperimento MQC (Macroscopic Quantum Coherence) in corso per la sua rivelazione. Analogia tra il formalismo della MQ che prevede le oscillazioni di stranezza Ko, antiKo, e quello che prevede le oscillszioni dovute alla MQC. Una possibile futura (rivoluzionaria ?) applicazione della MQ: Computer Quantistici date e orari da definire

Durata approssimativa:

Inizio:      19 febbraio 2001

Orario:

Dal 19.02 al 23.02 ore 15:30 - 17:30  Aula Maiorana
Dal 01.03 al 02.03 ore 15:30 - 17:30  Aula 8

Elementi di Informazione e Computazione Quantistica

Prof. F. De Martini

Entanglement di stati quantistici e nonlocalita' quantistica: Einstein-Podolsky-Rosen e verifiche di violazione di diseguaglianze di Bell."Q-bits", "E-bits" e quantum-gates. Entropie di Shannon e di Von-Neumann: proprieta' generali della informazione quantistica. Teoria generalizzata della misurazione quantistica: POVM. Proprieta' degli stati di spin non-ortogonali: limiti della obiettivita'.Elementi di teoria della complessita' computazionale, metodi di Shor e di Grover. Metodi moderni di "quantum cryptography". "Quantum state teleportation" in spazi hilbertiani a variabili discrete e continue. "Quantum error correction" and "fault tolerant quantum computers". Problemi di de-coerenza. "Macroscopic quantum superpositions": metodi moderni per la generazione di Schroedinger-Cats.

Durata approssimativa:    12-15 ore

Inizio:      27 febbraio 2001

Orario:

27.02  ore 16:00  - 18:00    Aula 7
08.03  ore 15:00  - 17:00    Aula 7
28.03  ore 15:00  - 17:00    Aula 7
11.04  ore 15:00  - 17:00    Aula 7
27.04  ore 15:00  - 17:00    Aula 7
07.05   ore 15:00  - 17:00    Aula 7
21.05   ore 15:00  - 17:00    Aula 7
29.05   ore 15:00  - 17:00    Aula 7

Onde Gravitazionali

Prof. V. Ferrari e Prof. Omar Benhar

Il  corso sara'  diviso in tre parti

parte I    (Prof. Valeria Ferrari)  12 ore:

- equazione della deviazione geodetica
- onde gravitazionali come perturbazioni di uno spaziotempo piatto
- proprieta' delle onde piane, Gauge TT (traceless, transverse)
- onde gravitazionali come soluzioni esatte delle eq. di Einstein
- generazione di onde gravitazionali: formalismo di quadrupolo
- come rivelare le onde  gravitazionali
- tensore energia-impulso e leggi di conservazione
- pseudotensore energia-impulso per il campo gravitazionale
- energia trasportata dalle onde GW: la prima evidenza indiretta
   dell'esistenza delle Onde Gravitazionali
- soluzioni delle equazioni di Einstein statiche e a simmetria sferica:
   soluzione di Schwarzschild  e struttura stellare
-  teorema di Birkhoff e teorema di Buchdal

parte II   (Prof. Omar Benhar)   12 ore:
Materia densa e stelle di neutroni

1. Introduzione alla fisica della materia densa
    - Densita' di energia e pressione di un gas di Fermi degenere.
    -  Definizione di equazione di stato. Compressibilita' della materia e rigidita' dell'equazione di stato.
    - Equazione di equilibrio. Struttura di una nana bianca con core di $^4$He. Massa di Chandrasekhar.
2. Struttura della crosta di una stella di neutroni
    - Cattura elettronica e neutronizzazione. Condizione di equilibrio rispetto al decadimento beta inverso.
    - Formula semiempirica delle masse e stabilita' dei nuclei con grande eccesso neutronico.
    - Regime di  neutron drip.
3. Regione di densita' nucleare e supernucleare:  trattazione non relativistica
    - Il problema nucleare a molti corpi
    - Hamiltoniane nucleari fenomenologiche
    - Equazioni di stato non relativistiche
4. Regione di densita' nucleare e supernucleare: trattazione relativistica
    - Violazioni della causalita' nell'approccio non relativistico
    - Modelli di equazioni di stato relativistiche
    - Applicabilita' della trattazione relativistica nel limite di bassa densita'. Compatibilita' con la fenomenologia
        delle interazioni adroniche.
    - Possibile transizione a nuove fasi della materia nel  core delle stelle di neutroni.
5. Calcolo delle proprieta' statiche delle stelle di  neutroni
    - Soluzione numerica dell'equazione di Tolman-Oppenheimer-Volkov
    - Stabilita' delle soluzioni
    - Dipendenza della relazione massa-raggio dall'equazione di stato della materia all'interno della stella
6. Raffreddamento delle stelle di neutroni
    - Reazioni con produzione di neutrini a T < 10$^9$ K
    - Trasparenza della stella ai neutrini prodotti
    - Confronto con le osservazioni

parte III   (Prof. Valeria Ferrari)    6 ore:
1. Preliminari per lo studio delle perturbazioni stellari
    - sviluppo di   tensori in armoniche sferiche tensoriali
    - scelta della gauge nelle perturbazioni stellari
    - derivazione delle equazioni che descrivono le perturbazioni di un buco nero
2. Perturbazioni di un buco nero
    - modi quasi-normali di un buco nero, frequenze caratteristiche ed  emissione gravitazionale
    - fenomeni di scattering (gravitazionale) associati a un buco nero
    - cenni sul collasso di una stella a buco nero
3.  Perturbazioni stellari
    - derivazione delle equazioni
    - modi quasi-normali di una stella: frequenze caratteristiche e  dipendenza dall'equazione di stato
    -  emissione gravitazionale in processi di interazione tra stelle
    - reazione di radiazione e coalescenza di sistemi binari (cenni)

Testi consigliati:  B. Schutz A first course in General  Relativity,
R. Wald: General Relativity,  S. Weinberg: Gravitation and Cosmology
S. Chandrasekhar: The Mathematical Theory of Black Holes

Ci saranno anche dispense su larga parte degli argomenti trattati nel corso
 
 

Durata approssimativa:    30 ore

Inizio:      22 marzo 2001

Orario:

22.03 ore 15:00  - 17:00    Aula 7
27.03 ore 15:00  - 17:00    Aula 7
29.03 ore 15:00  - 17:00    Aula 7
03.04 ore 17:00  - 19:00    Aula 7
05.04 ore 17:00  - 19:00    Aula 7

Dal 10.04  Martedì  e Giovedì  ore 15:00  - 17:00    Aula 8

Mezzi Granulari

Dr. Stefano Zapperi

1. Elementi di teoria dell' elasticita'
   - tensore degli sforzi e delle deformazioni
   - termodinamica della deformazione
   - legge di Hooke

2. Plasticita' nei cristalli: Dislocazioni
   - la deformazione plastica
   - deformazioni elastiche in presenza di dislocazioni
   - proprieta' statistiche degli sforzi interni in   insiemi di dislocazioni

3.  Elasto-plasticita' dei mezzi granulari
   - legge di Mohr-Coulomb e dilatanza
   - proprieta' statistiche degli sforzi interni in un mezzo granulare, linee di forza
   - bande di scorrimento

Durata approssimativa:  10 ore

Inizio:       da definire

Orario:    da definire