1 (11/10/2019, 2 ore) Ripasso di nozioni elementari sull'interazione nucleone-nucleone (NN) e introduzione ai potenziali fenomenologici. Il materiale e' coperto dalla dispensa, ma e' possibile consultare anche le seguenti pagine del testo [1]. Il materiale tratto da [2] e incluso qui in un file pdf ha una parziale sovrapposizione con quanto esposto a lezione ma e' piu' ampio e, come tale, ampiamente facoltativo.

2 (16/10/2019, 2 ore) Si introduce la derivazione microscopica del potenziale NN. Si discute l'OPEP nello spazio dei momenti, ma in forma elementare, senza la discussione del calcolo in teoria delle perturbazioni al secondo ordine. Il materiale e' coperto dalla dispensa. Sono disponibili note piu' dettagliate su richesta, in particolare sulla derivazione dell'OPEP. Una fonte alternativa e' costituita da [3] (pagine 3 e seguenti).
Si discute l'OPEP nello spazio delle coordinate, le sue componenti, il fatto che manchi una parte centrale e che tale potenziale sia troppo debolmente attrattivo.

3 (18/10/2019, 2 ore) Si discute la componente attrattiva del potenziale NN dovuta allo scambio di due pioni, e la componente fortemente repulsiva a corto raggio. Si introduce infine brevemente la forza a tre corpi.
Tutta questa parte e' coperta dalla dispensa. Sono disponibili a richiesta le note usate per la lezione. Chi desideri approfondire puo' consultare [3], dove peraltro la trattazione e' molto piu' ampia di quanto svolto a lezione.

4 (23/10/2019, 2 ore) Si discute il modello a shell empirico, la cui trattazione e' coperta dalla dispensa, ma per la quale si rende anche disponibile il seguente materiale tratto da [1].
Si discute poi la teoria di Hartree-Fock, per la quale si rimanda o alla trattazione del testo [1] o alla trattazione equivalente tratta da [4]. Questo materiale e' coperto dalla dispensa.

5 (25/10/2019, 1 ora) Vengono dati brevissimi cenni sulle interazioni efficaci di Skyrme e di Gogny. Usando una forza di Skyrme semplificata, si tratta la saturazione della materia nucleare simmetrica (vedi le note), dopo aver messo in evidenza come parte interna dei nuclei con N=Z sia assimilabile alla materia nucleare simmetrica. Per questa parte si possono consultare le pagine 180-182 di [5], ma anche questa parte e' coperta dalla dispensa

6 (30/10/2019, 2 ore) Si discutono nuclei stabili ed instabili: definizione delle "drip lines", produzione e studio di isotopi radioattivi, masse e distribuzioni di densita' di sistemi vicini alle "drip lines", nuclei con alone. Il materiale e' disponibile come file ppt o come file pdf. Parte di questo materiale e' tratto da [5]. Questa parte NON e' coperta dalla dispensa.

7 (6/11/2019, 2 ore) Si danno cenni sulle tecniche di seconda quantizzazione, che sono le uniche a consentire la trattazione delle teorie dove il numero di particelle varia. Si suggeriscono come riferimento le pagine 4-19 e 87-92 di [6], o le pagine 2-14 e 188-191, 299-300 di [7]. Per quanto sintetici, sono riferimenti che includono molti punti non svolti a lezione; i requisiti per il seguito del corso sono soltanto: (i) definizione degli operatori in seconda quantizzazione, (ii) relazioni di commutazione, (iii) calcolo di valori di aspettazione con il teorema di Wick. Per dare un'idea di questi punti, sono resi disponibili appunti della lezione, che non hanno peraltro pretesa di completezza. La parte NON e' coperta dalla dispensa.

8 (8/11/2019, 2 ore) Si introduce la teoria BCS per lo stato fondamentale dei nuclei superfluidi. Si forniscono come motivazioni: (1) la necessita' di spiegare il termine di "pairing" della formula semiempirica delle masse (si veda anche questo materiale da [8] per approfondimento), (2) la necessita' di spiegare il "gap" tra lo stato fondamentale e il primo stato eccitato nei nuclei pari-pari (si veda la figura dall'articolo originale), e (3) il momento d'inerzia dei nuclei deformati. Si derivano le equazioni BCS seguendo il testo [9]: questa parte e' resa disponibile sotto forma di appunti. Il complemento a queste note e' un breve appunto sul termine a due corpi. La parte e' peraltro coperta dalla dispensa.
Si discutono infine il significato delle quantita' introdotte nella teoria BCS, e le caratteristiche generali della soluzione. In particolare, si discute la soluzione della "gap equation" nel caso semplificato di livelli equidistanti. Anche questa parte e' coperta dalla dispensa.

9 (13/11/2019, 2 ore) Si discutono le caratteristiche generali dello spettro degli stati eccitati, distinguendo i nuclei dispari dai pari-pari e, per questi ultimi, nuclei vibrazionali e rotazionali. Si veda la seguente figura che mostra il rapporto tra l'energia dello stato 4+ e 2+. Si passa a discutere la fenomenologia degli stati vibrazionali dei nuclei sferici (per approfondimenti si possono leggere i corrispondenti capitoli dei testi [1] e [9]). La parte e' coperta dalla dispensa.
Si discute poi la teoria della risposta lineare per gli stati vibrazionali. Si veda specificamente il capitolo del testo [4] o [9], o la dispensa.

10 (15/11/2019, 2 ore) Si illustra un modello schematico per l'insorgere di stati collettivi come le risonanze giganti: anche questa parte, con un breve cenno all'eccitazione elettromagnetica della risonanza gigante di dipolo, e' coperta dalla dispensa.
Introduzione alla deformazione nucleare: vengono presentati la parametrizzazione delle forme non sferiche e i parametri beta e gamma della deformazione quadrupolare (si vedano per alcuni dettagli le note). Il materiale si trova anche nel seguente file tratto da [10]. La parte e' coperta dalla dispensa.

11 (20/11/2019, 2 ore) Vengono discusse l'Hamiltoniana in approssimazione adiabatica (somma di un termine di rotazione collettiva ed uno intrinseco) e la corrispondente funzione d'onda. Si introducono gli spettri rotazionali dei nuclei pari-pari. Vengono dati cenni ai momenti di inerzia ed alle transizioni elettromagnetiche all'interno delle bande rotazionali. Tali argomenti sono trattati sia in [1] (piu' sommariamente) che in [10]. Tutta la parte e' comunque coperta dalla dispensa.

12 (22/11/2019, 2 ore) Si discute il fatto che nuclei con nucleoni a shell aperte possano preferire una forma non sferica, solo con cenni di teoria delle perturbazioni. Il modello di oscillatore armonico deformato per gli stati di particella singola in un nucleo con deformazione assiale, ed altri dettagli, non sono stati discussi a lezione. Chi voglia approfondire puo' seguire il testo [10], o il seguente file (alcuni calcoli si trovano svolti esplicitamente nelle note).
Viene proposto un ripasso dei concetti fondamentali sulle reazioni nucleari: canali, leggi di conservazione, sistemi del laboratorio e del centro di massa, breve classificazione. In questi link, si forniscono gli appunti con la traccia della lezione. Maggiori dettagli si trovano su [1], o su parti del secondo capitolo di [11].
Questa parte e' comunque coperta dalla dispensa.

13 (4/12/2019, 2 ore) Teoria formale delle reazioni nucleari: derivazione dell'equazione di Lippmann-Schwinger, tratta da [6]. Si fornisce anche il dettaglio della derivazione dell'Eq. (2.36) del documento precedente. Si fornisce anche un breve schema sulla definizione di ampiezza di scattering e sulle approssimazioni semplici che possono essere usate per calcolarla. Questa parte e' coperta dalla dispensa.
Scattering elastico: anche questa parte e' coperta dalla dispensa. Ulteriori esempi di scattering diffrattivo possono essere osservati ad esempio nel pannello in alto a destra della figura nel seguente file pdf tratto da [11].

14 (6/12/2019, 2 ore) Scattering inelastico. Si discutono anzitutto semplici argomenti semiclassici, come ad esempio a quali angoli si trovino i picchi delle sezioni d'urto corrispondenti a diversi trasferimenti di momento angolare. Questa parte e' coperta dalla dispensa. L'esempio della risonanza di quadrupolo eccitata in scattering di particelle alfa si trova anche nel seguente file pdf. Segue una discussione sull'eccitazione inelastica Coulombiana. Anche questa parte e' coperta dalla dispensa.

15 (11/12/2019, 1 ora) Scattering inelastico. Si discute il caso dell'eccitazione nucleare e della "Distorted Wave Born Approximation". Anche questa parte e' coperta dalla dispensa.

16 (13/12/2019, 2 ore) Si discutono il concetto di nucleo composto, e le reazioni a bassa energia. Si illustra anzitutto la sezione d'urto totale di reazioni di neutroni su nucleo, e le risonanze neutroniche. Viene ricavata la formula di Breit-Wigner. Vengono rese disponibili le note della lezione, basate soprattutto su [12].

17 (18/12/2019, 2 ore) Le reazioni a bassa energia vengono discusse nel caso di particelle cariche. La formula di Breit-Wigner viene corretta con la probabilita' di "tunneling". Si discute infine la termalizzazione nucleare ed il concetto di temperatura nucleare.
Tutta questa parte e' coperta dalla dispensa.

18 (20/12/2019, 2 ore) Viene data un'introduzione generale al meccanismo di stabilita' stellare ed alla produzione di energia. Si discute perche' il sole non possa funzionare con energia chimica (si veda anche il breve estratto da [13]). La stabilita' idrostatica, e la pressione e temperatura media del sole, vengono trattate con modelli semplici seguendo [14] (si veda il seguente file pdf).
Viene fornita una brevissima panoramica delle reazioni all'interno del sole (ciclo pp), nonche' dell'evoluzione di stelle di masse diverse. Per approfondire quest'ultima parte si puo' consultare il materiale tratto da [5] (od anche una parte del capitolo 12 di [1]). Tutto e' comunque coperto dalla dispensa.

19 (8/1/2020, 2 ore) Viene effettuato un calcolo del picco di Gamow, e del rate di reazione. La connessione col problema della nucleosintesi viene sottolineata.
Per approfondire quest'ultima parte si puo' consultare il materiale tratto da [5] (od anche una parte del capitolo 12 di [1]). Tutto e' comunque coperto dalla dispensa.

20 (20/1/2030, 2 ore) Vengono illustrate le caratteristiche principali delle stelle di neutroni: misure di masse e raggio, equazione di Tolman-Oppenheimer-Volkov, legame con l'equazione di stato nucleare. Viene discussa la struttura interna delle stelle, sottolineando alcuni aspetti di fisica della materia in condizioni "estreme". Tale parte e' coperta dalla dispensa ma non completamente. Per chi desiderasse, ulteriore materiale e' disponibile su richiesta al docente.

21 (15/1/2019, 2 ore) Viene fornita una discussione generale delle reazioni di fusione tra ioni pesanti. Vengono messe a disposizione alcune trasparenze anche se solo una minima parte (entro le prime 20-30) e' stata trattata a lezione. Tale parte e' ben coperta dalla dispensa.

22 (10/1/2019, 2 ore) Viene fornita un'introduzione alla fissione nucleare, con brevissimi cenni storici e alle applicazioni. Parte della trattazione si trova sul testo [1] e parte su [12]; tale parte e' comunque coperta dalla dispensa.