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LABORATORIO INTERAZIONI FONDAMENTALI S
EUGENIO PAOLONI
Academic year2022/23
CoursePHYSICS
Code414BB
Credits9
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
LABORATORIO INTERAZIONI FONDAMENTALI SFIS/01LEZIONI135
EUGENIO PAOLONI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo studente apprenderà:

  • le basi della fenomenologia di interazione tra particelle elementari e materia,
  • i principi di funzionamento e le principali caratteristiche dei rivelatori di particelle,
  • i rudimenti dei sistemi di acquisizione. 
Knowledge

The student will learn the basics of the phenomenology of matter and radiation interactions and the principles of single particle detection.

Modalità di verifica delle conoscenze

La verifica delle conoscenze apprese verrà effettuata sulla base dei seguenti elementi:

  • la capacità di applicare concretamente in laboratorio le conoscenze teoriche apprese durante le lezioni frontali, 
  • la qualità delle relazioni scritte consegnate durante il corso,
  • il colloquio finale che verterà sugli aspetti teorici e sulla relazione delle attività di laboratorio.
Assessment criteria of knowledge

The assessment of the acquired knowledge will be performed partly through the evaluation of its usage during the laboratory work, partly based on the written reports produced during the course,and partly through the final oral examination for what concerns the basic underlying principles.

Capacità

Lo studente acquisirà la capacità di svolgere misure nel campo della Fisica delle alte energie ed acquisirà le competenze necessarie a caratterizzare alcuni aspetti di un rivelatore di particelle. 

Skills

The student will acquire the skills required to perform a complete measurement of a physical quantity in the lab, studying all their aspects related to the evaluation of uncertainties, and learning to cope with the experimental and intrinsic limitations of the measurement itself. He/she will also acquire the skills required to present in public the performed work, and to describe it properly in written form.

Modalità di verifica delle capacità

Le capacità degli studenti verranno verificate durante lo svolgimento delle attività di laboratorio sulla base delle relazioni scritte.

Assessment criteria of skills

The student skills will be assessed during the laboratory activities, through the illustration of workk in seminars for students and teachers, and the preparation of written reports on the performed measurements.

Comportamenti

Gli studenti e le studentesse svolgeranno alcune delle attività di laboratorio in piccoli gruppi. In tal modo si stimoleranno gli studenti e le studentesse a tenere un comportamento fruttuoso basato sull'onestà intellettuale, sul confronto dialettico, sulla collaborazione e sulla condivisione. 

Behaviors

The student will learn how to behave in order to deal with the many aspects to be considered and the difficulties to be overcome in performing a complete physical measurement, and how to be proactive in evaluating original solutions to the posed problems.

Modalità di verifica dei comportamenti

I comportamenti degli studenti verranno monitorati durante lo svolgimento delle esperienze di laboratorio.

Assessment criteria of behaviors

The student's beaviour will be evaluated during the laboratory work.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Fisica classica, relatività speciale, nozioni di base di meccanica quantistica. Statistica. Programmazione in C++ o Python.

Prerequisites

Classical physics, special relativity, basic notions of quantum mechanics. Statistics.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Interazione particelle-materia, concetti di base, sezioni d'urto,cammino libero medio, cinematica relativistica.
Cenni di dosimetria. Caratteristiche delle sorgenti radioattive.
Perdita di energia per ionizzazione, range.
Scintillazione e rivelatori a scintillazione.
Interazioni di fotoni, calorimetria.
Catena di rivelazione ed acquisizione, elettronica modulare.

Syllabus

Interation of matter and radiation, basic notions, cross section, mean free path, relativistic kinematics.
Notions of radioactivity and radioprotection.
Energy loss by ionization, range, ionization chambers, wire and drift chambers, solid state detectors, magnetic spectrometers.
Scintillation process and detectors.
Cerenkov effect and detectors.
Photon interactions, calorimetry.
Notions on electronic detection chain, data acquisition, modular electronics.

Bibliografia e materiale didattico

Leo - Techniques for nuclear and particle physics experiments
Fernow - Introduction to experimental particle physics
Grupen - Particle detectors
Particle Data Group - Review of particle physics

Bibliography

Leo - Techniques for nuclear and particle physics experiments
Fernow - Introduction to experimental particle physics
Grupen - Particle detectors
Particle Data Group - Review of particle physics

Indicazioni per non frequentanti

Il corso richiede obbligatoriamente lo svolgimento delle esperienze di laboratorio.

Non-attending students info

Performing laboratory experiences in groups during the course is mandatory.

Modalità d'esame

L'esame consiste nella valutazione delle relazioni scritte sulle esperienze svolte in gruppo, la loro discussione mediante colloquio, e la verifica delle conoscenze dei principi di base dell'interazione tra particelle e materia e della rivelazione di particelle singole.

Assessment methods

The exam includes an evaluation of the written reports on laboratory work performed in groups, their oral discussion, and the assessment of the knowledge of basic single-particle interaction and detection principles.

Altri riferimenti web

 

Additional web pages

https://elearning.df.unipi.it/course/view.php?id=265

Updated: 13/12/2022 18:52