Anno Accademico 2021/2022
- Docente: Franco Vazza
- Crediti formativi: 6
- SSD: FIS/01
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
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Corso:
Laurea Magistrale in
Astrofisica e cosmologia (cod. 8018)
Valido anche per Laurea Magistrale in Astrophysics and cosmology (cod. 5828)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente conosce gli aspetti sperimentali e teorici circa la natura, origine e propagazione dei Raggi Cosmici carichi e dei neutrini. In particolare, lo studente approfondisce le connessioni tra Astrofisica e Fisica delle Particelle.
Contenuti
- Panoramica generale e storica sulle “astroparticelle” in astrofisica: raggi cosmici, neutrini, materia oscura.
- Panorama sul Modello Standard delle particelle e delle forze fondamentali.
- Processi di accelerazione di raggi cosmici: riconnessione, i meccanismi di Fermi I e II. Teoria della Diffusive Shock Acceleration. Caso di studio: brillamenti solari, resti di Supernova e radio relics
- Perdite di energia dei raggi cosmici: perdite di ionizzazione, interazioni nucleari, sincrotrone, inverse compton, bremsstrahlung, perdite adiabatice e photo-pion e pair production. Caso di studio: emissioni diffuse in ammassi di galassie e nubi molecolari.
- Propagazione dei raggi cosmici: forza di Lorentz, diffusione dei raggi cosmici in diversi regimi e turbolenza.
- Gli Ultra High Energy Cosmic Ray.
- Raggi cosmici nella Via Lattea: sorgenti, composizione, distribuzione spaziale.
- Osservazioni dirette ed indirette di raggi cosmici
- Neutrini. Sorgenti, oscillazioni e strategie di rilevazione.
- Materia Oscura: modello standard, origini cosmologiche, possibili candidati e strategie di osservazione.
Testi/Bibliografia
Le slides fornite dal docente sono organizzate in modo da coprire idealmente tutti gli argomenti affrontati a lezione.
Come testi di riferimento a supporto della maggior parte delle lezioni, consiglio:
High Energy Astrophysics 3rd Edition, by Prof. Malcolm S. Longair
Probes of Multlimessenger Astrophysics, by Prof. Maurizio Spurio
Il docente suggerirà di volta in volta articoli o altre fonti per approfondimenti a piacere su specifici argomenti.
Metodi didattici
Lezioni frontali (o da remoto).
Gli aspetti più teorici della fisica delle particelle vengono presentati con esempi e piccoli problemi numerici, in modo da permettere agli studenti di impratichirsi con gli aspetti pratici della ricerca in questo campo.
Quiz (anonimi) tramite la piattaforma Kahoot durante il corso, per verificare il livello di apprendimento della classe.
Esempi ed applicazioni tratte dagli sviluppi più recenti dell'astrofisica.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Durante il corso: problemi teorici e numerici da svolgere volontariamente, e confrontare con il docente.
Alla fine del corso: prova orale.
Strumenti a supporto della didattica
Slides (PDF), quiz su kahoot (https://kahoot.com) , fonti web per approfondimenti proposti dal docente.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Franco Vazza