Fasci di particelle. Acceleratori lineari e circolari. Luminosità. Misure di energia dei fasci e di luminosita'. Richiami interazione particelle materia. Misura di impulso e tracciamento di particelle cariche con rivelatori a gas e silicio. Misura di energia. Calorimetri. Misura di velocita' (dE/dx, TOF, rivelatori Cherenkov). Identificazione di particelle. Rivelazione di neutrini. Sistemi di acquisizione e trigger. Esperimenti di fisica delle alte energie.
Conoscenze acquisite:
Moto delle particelle cariche in strutture acceleranti. Funzionamento ed equazioni caratteristiche dei rivelatori di particelle.
Ricostruzione degli eventi negli esperimenti di fisica delle particelle.
Capacità acquisite al termine del corso:
Visione d'insieme e conoscenza dettagliata degli acceleratori di particelle, dei rivelatori di particelle e degli apparati sperimentali.
Filosofia di progetto degli esperimenti di alte energie in relazione ai processi e alle grandezze da rivelare e misurare.
Prerequisiti
Conoscenza della fisica classica (soprattutto elettrodinamica) e moderna, con particolare riferimento alla relatività speciale, teoria quantistica e struttura della materia.
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
Orario ricevimento studenti
Su appuntamento.
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale di 40-45 min. articolato in due parti.
La prima parte riguarda un breve seminario in cui lo studente presenta un'approfondimento di uno degli argomenti del corso, concordato in precedenza con il docente (p.es. un apparato sperimentale di accelerazione o rivelazione di particelle, una specifica misura, un algoritmo di ricostruzione e/o identificazione di particelle). Durata approssimativa 20 min.
Nella seconda parte verranno poste domande sul programma svolto. Durata approssimativa 20-25 min.
Programma del corso
ACCELERATORI.
Principi di accelerazione di particelle cariche. Ottica dei fasci Acceleratori lineari e circolari. Anelli di accumulazione. Radiazione di sincrotrone. Luminosità. Fasci secondari di mesoni e neutrini. Misura dell'energia dei fasci e della luminosita'.
INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA.
Interazioni elettromagnetiche di particelle cariche e di fotoni. Scattering multiplo. Interazioni nucleari. Interazioni di neutrini. Sciami elettromagnetici e adronici.
STRUMENTI DI RIVELAZIONE DI PARTICELLE.
Tracciamento di particelle cariche. Misura di impulso e ricostruzione tracce: algoritmi di pattern recognition e fit. Rivelatori di posizione a gas: MWPC; camere a drift; RPC; Time Projection Chamber. Rivelatori a silicio: configurazioni a strip e pixel. Misura di tempo. Danneggiamento da radiazione. Misura di energia: calorimetri elettromagnetici e adronici; ricostruzione dei clusters. Misura di velocita': dE/dx, Time-of-flight, rivelatori a radiazione di transizione, contatori Cerenkov proporzionali, RICH. Identificazione di particelle. Ricostruzione dei jets. Rivelazione dei neutrini: radiochimica, Cherenkov, calorimetrica, lAr TPC. Sistemi di acquisizione ed elaborazione dati. Trigger.
GRANDI APPARATI.
Esempi di esperimenti per la fisica delle alte energie.