I costituenti elementari del nostro universo seguono le regole della meccanica quantistica e relativistica, sicuramente molto diverse da quello che sperimentiamo nel quotidiano. Come si vede quindi il mondo delle particelle elementari? Verranno presentate alcune tecniche per la rilevazione delle particelle elementari, i concetti di misura ed analisi che ci permettono di confermare le nostre teorie sui costituenti fondamentali del nostro universo. (seminario)

1. Vedere l’infinitamente piccolo
(e l’infinitamente grande)
G. Mazzitelli - Frascati Scienza
Laboratori Nazionali di Frascati (LNF)
dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
giovannimazzitelli.wordpress.com

2. osservare…

3. sonda bersaglio rivelatore calcolatore

4. elettroni
eccitazione
interazione elettromagnetica
particella carica

5. elettroni
ionizzazione
interazione elettromagnetica
particella carica

6. nucleo
interazione elettromagnetica
particella carica
‘scattering’

8. fotone
dE
dx
〈 〉 =
E
X0
X0 =
180 A (g cm −2)
Z2
e+/-

9. fotone
effetto fotoelettrico
diffusione Compton
fotone
fotone
produzione di coppie
e+
e-

10. produzione di coppie
bremsstrahlung
Ad alte energie:

12. Gli abitanti delle case distrutte corrono al telefono piu`
vicino per chiamare i pompieri.
I pompieri registrano la posizione dei telefoni e
l'istante delle chiamate.
Dalla posizione dei telefoni e dal tempo intercorso
fra le chiamate, si ricostruisce il punto in cui e`
avvenuto l'incidente e la velocita’ della tromba d’aria
A
B
C
D
B
A
C
D
Una tromba d’aria distrugge le case di un villaggio.

13. L’osservazione su bersaglio
• La materia e’ vuota
• Ciò che non ha interagito viene perduto
• Dispendio di energia nel muovere il centro di massa
• Il bersaglio e’ complesso, quindi si hanno scomodi prodotti
target detectors
Σ
Λ
π+/−
p, e, n
etc
Linac/ciclotrone

14. Acceleratori materia - anti materia
e, µ, π, q, etc
e, µ, π, q, etc
e, p
e, p
E = mc2

15. ADA a Frascati 1959
ADONE a Frascati nel 1969
DAΦNE nel 1999

16. Collisioni…
il modello Standard…!?

17. Ion implatantion
Radiotherapy
Non nuclear
Investigation
Hadrontherapy
Synchrotron
light
Colliders
Isotopes for
Medicine
Nuclear
physics
Accelerators in the world > 15000
1 CERN
1 ITALY
2 SIBERIA
1 CINA
1 JAPAN
2 USA
industries

20. CNAO: Centro Nazionale di Adroterapia
Oncologica per il trattamento dei tumori, Pavia
ESRF: European Synchrotron
Radiation Facility, Grenoble, FR

21. 1600-1900 1915
1919 1960
Pound-Rebka
1974
Hulse-Taylor
1971
Terra-Venere; Viking
2016
1930
Hubble

22. terracampo uniforme

25. GW150914

29. La non universalità del Tempo e la curvatura dello Spazio
• Conferma della teoria della relatività generale
• Inizio di una nuova frontiera dell’astronomia
• Studio delle proprietà dei buchi neri (gravità
forte) e di quello che accade dentro
l’orizzonte degli eventi.
• Applicazioni…