- “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 Termica[16h]
• Abbondanza, meccanismo del freeze-out
• Scenari WIMPs
• Ricerca Diretta, Indiretta e agli acceleratori
• Cenni a diversi meccanismi di produzione di Materia oscura (freeze-out and decay, freeze-in)
Assioni[10h]
• Problema dello strong CP e soluzione assionica • Abbondanza di materia oscura non termica
• Ricerche di assioni
Bariogenesi [8h]
• 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.