Fisica Astroparticellare e Cosmologica
Il corso offre una introduzione ai seguenti temi: fisica dell'Universo
primordiale, connessione tra la fisica delle particelle e la cosmologia, alcune
applicazioni astrofisiche della fisica delle particelle, in particolare al
problema della materia oscura. Ulteriori e complementari informazioni sulle
proprieta' e sull'evoluzione dell'Universo, con particolare attenzione alla
formazione delle strutture cosmologiche e alla cosmologia osservativa, sono
offerte dal corso di Cosmologia tenuto dal Prof. A. Diaferio.
Argomenti trattati:
- Evidenze osservative sulle proprieta' fondamentali dell'Universo
- Breve richiamo di Relativita' Generale (se necessario)
- Principio Cosmologico, metrica di Robertson-Walker, modello di Friedmann
- Evoluzione dinamica dell'Universo
- Termodinamica dell'Universo in espansione
- Equazione di Boltzmann: equilibrio e disaccoppiamento
- Breve richiamo sul Modello Standard della fisica delle particelle elementari e sue estensioni (se necessario)
- Particelle elementari nell'Universo primordiale
- Fisica del neutrino nell'Universo primordiale
- Nucleosintesi primordiale
- Radiazione cosmica di fondo: formazione, proprieta', anisotropie
- Modello di Universo inflazionario
- Transizioni di fase nell'Universo primordiale
- Elementi di Bariogenesi
- Candidati particellari di Materia Oscura (cenni)
- Ricerche di materia oscura particellare: segnali astrofisici e connessione con la ricerca di nuova fisica agli acceleratori (cenni)
- Modelli di Dark Energy (cenni)
Il corso non segue un unico testo: e' importante la frequenza alle lezioni.
Testi di riferimento sono i seguenti:
- E.W. Kolb, M.S. Turner: "The Early Universe" (Addison Wesley)
- S. Weinberg: "Gravitation and Cosmology" (Wiley)
- S. Weinberg: "Cosmology" (Oxford University Press)
- J. Peacock: "Cosmological Physics" (Cambridge University Press)
- J. Bernstein: "Kinetic Theory in the Expanding Universe" (Cambridge Monographs on Mathematical Physics)
- S. Carroll: "Spacetime and Geometry"(Benjamin Cummings)
- L. Bergstrom, A. Goobar: "Cosmology and Particle Astrophysics" (Springer)
- P. Coles, F. Lucchin: "Cosmology" (Wiley)
- P.J.E. Peebles: "Principles of Physical Cosmology" (Princeton University Press)
- J.V. Narlikar: "An Introduction to Cosmology" (Cambridge University Press)
- S. Bonometto: "Cosmologia e Cosmologie" (Zanichelli)
Materiale integrativo:
Il corso viene svolto al primo periodo didattico del secondo anno della
Laurea Magistrale in Fisica delle Interazioni Fondamentali e della
Laurea Magistrale in Astrofisica e Fisica Cosmica.
Per discutere un piano di studi adeguato a coprire le conoscenze
propedeutiche necessarie per affrontare il corso, puo' essere utile per gli
studenti interessati a contattare il docente, possibilmente all'inizio
dei corsi della Laurea Magistrale.
E' fortemente consigliata la presenza nel proprio piano di studi di un
corso di Relativita' Generale.
Nicolao Fornengo / fornengo@to.infn.it