ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| METODI MONTECARLO NELLA FISICA SPERIMENTALE | FIS/01 | LEZIONI | 36 |
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Fondamenti del metodo Montecarlo
Tecniche di simulazione che impiegano i numeri pseudo-casuali
Affrontare un problema di Fisica Sperimentale utilizzando la Simulazione.
Durante le lezioni il docente anima discussioni su casi specifici
coinvolgendo gli studenti. Sono proposti esercizi da svolgersi a casa
e che poi vengono discussi a lezione
Progettare e Realizzare una simulazione numerica utilizzando i linguaggi python, C, C++ (a scelta dello studente). Presentare e interpretare i risultati della simulazione
Discussione in aula coinvolgendo gli studenti
Analisi 1 e 2, Statistica Elementare, Fisica 1 e 2,
Si alternano lezioni teoriche con esercitazioni in cui gli studenti mettono a punto dei semplici algoritmi.
Fondamenti del Metodo Montecarlo
Numeri pseudo-casuali e campionamento secondo distribuzioni assegnate
Tecniche di ottimizzazione e riduzione della varianza
Architettura di una simulazione: Generazione e Ricostruzione
Discussione di esempi tratti dalla Fisica delle Alte Energie, Fisica Medica e altri settori tenendo conto degli interessi degli studenti partecipanti al corso
- Funzione di risposta di un detector
- Fit cinematici e algoritmi di ricostruzione
- Simulazione della interazione radiazione-materia
- Incertezze epistemiche e sistematiche nelle simulazioni Montecarlo
- Simulazioni correlate, condensate, validazione, etc...
- cenni alle simulazioni Hamiltoniane con effetti stocastici
Rotondi A. et al. "Probabilità Statistica e Simulazioni" , Springer, 2004 (i 3 capitoli relativi alla simulazione)
Esempi di articoli utilizzati in passato
Pia M.G. et al. "Epistemic and systematic uncertainties in Montecarlo Simulation: an investigation in proton Bragg peak simulation", arXiv , 2010
Levin C.S. "Calculation of positron range and its effect on the fundamental limit of positron emission tomography system spatial resolution", Phys. Med. Biol. 44 (1999) 781–799.
Nessuna indicazione particolare. Durante l'esame il docente verifica più approfonditamente la comprensione degli aspetti teorici e dei materiali didattici indicati.
L'esame orale consiste in un colloquio in cui lo studente deve dimostrare di conoscere i fondamenti teorici dei Metodi Montecarlo e presentare una simulazione originale su un argomento concordato col docente.
Esempi di simulazioni originali svolte dagli studenti in passato:
- Risoluzione spaziale del sistema GPS ed effetti dovuti alla ionosfera
- Simulazione di uno spettrometro per un esperimento di Fisica delle Alte Energie
- Simulazione della tracciatura PET di un fascio di protoni incidente su un target d’acqua
- Tecniche di ricostruzione di campo stellare tramite l’algoritmo STARFIND
