EXPERIMENTAL METHODS FOR PARTICLE PHYSICS

Il corso si propone di approfondire le tecniche sperimentali propriamente utilizzate nella fisica delle particelle elementari con particolare riferimento ai rivelatori per i collider ed è intesa per mettere in condizione lo studente di comprendere ed operare le scelte di progettazione di un esperimento di alta energia.

Il corso intende potenziare:

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)
Comprensione critica dei sistemi complessi di rivelatori per la fisica della particelle. Comprensione dei metodi di misura e delle tecniche di analisi dati e simulazione tramite metodo Monte Carlo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)
Capacità di identificare gli elementi distintivi dei rivelatori di particelle. Capacità di comprendere le analogie e le differenze tra le misure a collider leptonici e adronici. Capacità di estrapolare i concetti appresi alla progettazione di rivelatori. Capacità di identificare gli elementi chiave per
l’analisi dei dati e l’applicazione a diverse tipologie di misure.
Abilità comunicative (communication skills).
Competenze nella comunicazione nell’ambito della Fisica delle Particelle Elementari, utilizzo del linguaggio scientifico e della terminologia tipica della fisica dei rivelatori, uso della corretta terminologia nella presentazione dei risultati delle misure.
Capacità di apprendimento (learning skills).
Acquisizione di adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze e della capacità di accedere alla letteratura specializzata sia nel campo della fisica dei rivelatori di particelle che in ambiti contigui.

Conoscenza della fisica generale. conoscenza della fisica nucleare e subnucleare. conoscenza della teoria degli errori

obbligatoria

− Architettura dei rivelatori per la Fisica delle Particelle
o La misura dell’impulso e la tracciatura.
o I calorimetri elettromagnetici ed adronici, misura dell’energia.
o L’identificazione delle particelle. Rivelatori Cherenkov.
− Sistemi di tracciatura a stato solido: rivelatori a microstrisce e pixel di silicio Risoluzione spaziale
o Tracciatura
Allineamento
o Resistenza alle radiazioni
− Esperimenti ai collider adronici e ai collider leptonici: problematiche fisiche, caratteristiche dei rivelatori e loro design, fisica di precisione e di scoperta
− Misure in laboratorio
o con rivelatori a microstrisce di silicio: acquisizione dei dati e analisi
o con rivelatori Cherenkov: acquisizione dei dati e analisi
o caratterizzazione di un rivelatore SiPM: acquisizione dei dati e analisi

Se concordato con gli studenti e/o in presenza di studenti provenienti da accordi Erasmus o accordi quadro internazionali, il corso sarà tenuto in lingua inglese.

Eventuali propedeuticità: Nessuna obbligatoria ma si consigliano il corso di “Laboratorio di Fisica Nucleare e Subnucleare”.

Attività didattiche previste: Sono previste lezioni frontali, attività di laboratorio, lavoro di gruppo e presentazioni da parte degli studenti

Metodi e criteri di valutazione dell’apprendimento: l’esame verterà nello sviluppo del codice di analisi per analizzare dati reali di uno dei processi studiati duranti il corso, nell’analisi di tali dati investigando gli aspetti statistici rilevanti e nella presentazione di un elaborato riassuntivo del lavoro fatto. Si verificherà la capacità e la chiarezza di esposizione, l’abilità ad inquadrare il tema richiesto in un contesto generale e la capacità di utilizzo degli strumenti fisici e di calcolo appresi.

Criteri per l’attribuzione del voto finale: il voto finale scaturirà dall’esito della prova finale dando peso alle capacità critiche mostrate dallo studente, alla chiarezza di esposizione e all’abilità a inquadrare il tema richiesto in un contesto generale, nonché alle capacità di utilizzo degli strumenti fisici e di calcolo appresi.

esame orale

rivelatori

metodi di misura