Rivelatori di particelle

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/04
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso ha l'obbiettivo di introdurre i principali rivelatori utilizzati per la rivelazione di particelle cariche e neutre in esperimenti di fisica delle particelle e in fisica medica e sanitaria. Vengono introdotte le tecniche per la misura dell'energia, del tempo e della posizione. Sono trattati i principali tipi di rivelatori a gas, a stato solido e a scintillazione. Particolare attenzione è posta al problema di come le grandezze fisiche da misurare (energia, tempo, posizione) sono contenute nel segnale fornito dal rivelatore e come un'adeguata elaborazione dello stesso consente la misura ottimale delle grandezze di interesse.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
FIS/04 - FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Programma
1. Proprietà generali dei rivelatori di particelle
a. Rivelatori per la misura dell'energia, del tempo, della posizione
b. Risoluzione, efficienza, tempo morto, coincidenze casuali

2. Tipi di rivelatori
a. Rivelatori a ionizzazione utilizzanti gas con e senza amplificazione
b. Rivelatori a ionizzazione utilizzanti liquidi
c. Rivelatori a ionizzazione a stato solido
d. Rivelatori a scintillazione

3. Formazione del segnale nei rivelatori a ionizzazione
a. Segnale indotto e Teorema di Ramo
b. Trasporto della ionizzazione in un mezzo. Velocità di deriva.
c. Calcolo dei campi elettrici di guida e del campo di Ramo in alcuni semplici casi
i. Rivelatore a piani paralleli
ii. Rivelatore cilindrico
iii. Rivelatore a strisce (strips)
iv. Rivelatore a fili
d. Elaborazione elettronica del segnale
i. Rumore
ii. Preamplificatori
iii. Misure di ampiezza e di tempo

4. Sistemi
a. Sistemi di tracciamento delle traiettorie di particelle cariche
b. Calorimetri elettromagnetici
c. Calorimetri adronici
d. Rivelatori di neutrini
e. Rivelatori per lo studio dei raggi cosmici di Energia Ultra Alta
f. Rivelatori per lo studio di eventi rari
g. Sistemi di trigger; esempi di implementazione in alcuni esperimenti moderni
h. Rivelatori per la fisica medica
Propedeuticità
Elettromagnetismo
Metodi Matematici della Fisica
Prerequisiti e modalità di esame
PREREQUISITI
Conoscenze di base di: elettromagnetismo, calcolo integrale e differenziale, interazione della radiazione con la materia, funzioni analitiche, trasformate di Fourier e di Laplace

MODALITA' D'ESAME
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso.
Metodi didattici
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione:
Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
Diapositive del corso
C. Grupen, B. Schwartz, Particle Detectors, 2nd ed., Cambridge University Press 2008
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Stanza A/4/C6 (IV piano edificio LITA)
Ricevimento:
Su appuntamento