MECCANICA QUANTISTICA, FISICA NUCLEARE, EVOLUZIONE STELLARE e COSMOLOGIA - ON-LINE

5 - 17 MARZO 2021

Per gli STUDENTI del biennio e triennio della SCUOLA SUPERIORE

Corsi

BERTOLDO A CORTE, O LA MECCANICA QUANTISTICA VISTA DA UNO SPERIMENTALE
Docente Prof. Ezio Menichetti
Programma

La meccanica quantistica sovverte alcune delle nostre più radicate certezze, sostituendole con astratti principi matematici, indubbiamente molto lontani dall'esperienza quotidiana. Quando la impariamo ad usare, per un certo tempo resta in molti di noi la sensazione di giocare a un gioco di cui conosciamo le regole, ma il cui senso non capiamo fino in fondo. Nondimeno, la meccanica quantistica, nella sua struttura logica e nei suoi molti e diversi campi di applicazione, è la teoria fisica più coerente, predittiva, accurata e universale che sia mai stata formulata. Come avviene questo miracolo? È vero che non è deterministica? Come confrontiamo le sue previsioni con le misure? C'è qualcosa che resta da capire? Non ultima, la domanda delle domande, o la Big Question: Che cosa vuol dire, esattamente?

FISICA NUCLEARE ED EVOLUZIONE STELLARE
Docente Dr Umberto Battino
Programma

Le stelle sono tra le componenti più fondamentali di ogni macrostruttura, come le galassie e gli ammassi stellari, presente nel nostro universo. Esse sono inoltre le principali responsabili dell'arricchimento chimico avvenuto lungo la storia del cosmo, che ha portato alla formazione della grande varietà di elementi chimici che conosciamo (inclusi quelli fondamentali per la vita, ovvero carbonio, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo) a partire da una composizione primordiale dei soli tre elementi più leggeri in natura (idrogeno, elio e litio) attraverso una successione di fusioni nucleari al loro interno. In questo corso studieremo l'evoluzione stellare alla luce della meccanica quantistica e della fisica nucleare, le cui leggi impattano in modo critico ogni aspetto della vita delle stelle, dalla sua durata alla varietà di nuovi elementi chimici prodotti al loro interno. Cominceremo questo corso con le basi della fisica delle fusioni termonucleari, per poi addentrarci in maggior dettaglio nelle varie fasi dell'evoluzione stellare che ne conseguono.

COSMOLOGIA, O LO STUDIO DELL'UNIVERSO E DEL SUO LATO OSCURO
Docente Prof. Stefano Camera
Programma

La cosmologia si occupa di studiare l'Universo come un tutt'uno, un sistema fisico con una sua propria evoluzione e caratteristiche peculiari. Nata come disciplina scientifica all'inizio del XX secolo dalla combinazione della rivoluzionaria teoria generale della relatività di Einstein e delle osservazioni astronomiche di Hubble ed altri, la cosmologia nel suo primo secolo di vita ha progredito esponenzialmente, fornendoci ora una descrizione fisico-matematica del cosmo di estrema accuratezza. Cionondimeno, grandi interrogativi restano ancora aperti, come la natura di ciò che i cosmologi chiamano materia oscura ed energia oscura - da sole, responsabili di più del 95% del contenuto complessivo dell'Universo. Il corso si snoderà attraverso una descrizione dello stato dell'arte, per focalizzarsi su Euclide e SKA: due esperimenti in particolare che rappresentano, per il decennio a venire, l'apice dello sforzo sperimentale nell'ambito della cosmologia.

LA MECCANICA QUANTISTICA E I BUCHI NERI
Docente Prof. Marco Genove
Programma

Scopo di queste lezioni è introdurre i concetti fondamentali della meccanica quantistica, la teoria fondamentale della fisica microscopica (atomica, nucleare, delle particelle), ma anche alla base della comprensione dei fenomeni di nucleo sintesi stellare e dei primi istanti di vita dell'universo. Si introdurranno quindi dei concetti base di informazione quantistica, che saranno utilizzati per illustrare alcuni fenomeni e paradossi legati alla fisica dei buchi neri e, in particolare, alla radiazione di Hawking.

LA LUCE DELLE STELLE
Docente Prof. Luca Zangrilli
Argomenti del Laboratorio

La ricerca sperimentale in Astrofisica viene oggigiorno condotta soprattutto per mezzo dello studio della radiazione elettromagnetica che ci proviene dai corpi celesti. Le teorie dell'Elettromagnetismo Classico e della Meccanica Quantistica hanno permesso agli astrofisici di indagare la natura degli oggetti che popolano il nostro Universo e di comprenderne i processi fisici in atto. Nel corso di queste lezioni vedremo come l'applicazione dei concetti alla base della fisica classica e della fisica quantistica ci permetta di indagare il funzionamento dei corpi celesti, partendo dalla spettroscopia applicata alle stelle fino ad arrivare allo studio degli esopianeti.