Fasci di particelle. Acceleratori lineari e circolari. Luminosità. Misure di energia dei fasci e di luminosita'. Interazione particelle materia. Misura di impulso e tracciamento di particelle cariche in 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. Descrizione quantitativa della interazione fra radiazione o particelle e materia. Funzionamento ed equazioni caratteristiche dei rivelatori di 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
Presentazione di un apparato sperimentale di fisica subnucleare o di una misura effettuata con un tale apparato. Seguiranno domande sulla presentazione e sul programma svolto.
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. Rivelatori di posizione a gas: MWPC; camere a drift; RPC; Time Projection Chamber. Rivelatori a silicio: configurazioni a strip e pixel. Misura di tempo. 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. Ricstrouzione 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.