Introduzione alla cosmologia [8h]
Equazioni di Boltzmann [8h]
Materia Oscura Termica[16h]
Inflazione [8h]
Transizioni di fase cosmologiche e onde gravitazionali [6h]
Bariogenesi [4h]
- “The Early Universe”, E. Kolb and M. Turner
- “Modern Cosmology”, S. Dodelson
- “Cosmology”, S. Weinberg
Obiettivi Formativi
acquisire una conoscenza di base della cosmologia. Introduzione alle basi teoriche delle teorie dell'inflazione, della materia oscura e della bariogenesi.
Modalità di verifica apprendimento
verifica scritta o orale
Programma del corso
Introduzione alla cosmologia [8h]
• L’universo osservato: isotropia e omogeneit`a, densit`a di energia, abbondanza elementi
• L’espansione dell’universo: equazione di Friedman e metrica Robertson-Walker
• Condizioni iniziali: cenni alla teoria dell’inflazione e generazione delle fluttuazioni quantistiche primordiali • Processo di Reheating (Hot Big Bang)
Equazioni di Boltzmann [8h]
• Termodinamica dell’Universo
• Equazioni di Boltzmann nell’Universo in espansione.
• Dinamica fuori dall’equilibrio: Big Bang Nucleo-synthesis, Ricombinazione
Materia Oscura [16h]
• Evidenze sperimentali e propriet`a della Materia Oscura • Abbondanza termica, meccanismo del freeze-out
• Modelli di Materia Oscura
• Ricerca Diretta, Indiretta e agli acceleratori
• Materia oscura non termica
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Inflazione [8h]
• Introduzione all’Inflazione.
• Modelli di slow-roll e meccanismo di ’reheating’
• Introduzione alle fluttuazioni quantistiche dell’inflatone e della metrica • Onde gravitazionali primordiali dall’inflazione
• Limiti attuali sui parametri di slow-roll dallo studio della CMB
Transizioni di fase cosmologiche e onde gravitazionali [6h]
• Transizioni di fase del primo ordine in cosmologia
• Transizione del primo ordine a temperatura finita
• Onde gravitazionali generate durante le transizioni di fase del primo ordine
Bariogenesi [4h]
• Meccanismi di generazione di asimmetria (condizioni di Sakharov)
• Bariogenesi elettro-debole: modelli, segnature, dinamica non perturbativa del Modello Standard.
• Leptogenesi: generazione di asimmetrie leptoniche primordiali, il ruolo degli sfaleroni, fisica dei neutrini.