- Oggetto:
- Oggetto:
Laboratorio di fisica nucleare e subnucleare I
- Oggetto:
Laboratory of Nuclear and Subnuclear Physics I
- Oggetto:
Anno accademico 2024/2025
- Codice attività didattica
- MFN0831
- Docenti
- Mario Edoardo Bertaina (Titolare)
Simonetta Marcello (Titolare)
Stefano Giovanni Spataro (Titolare) - Corso di studio
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
008510-105 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico, Generale e delle Tecnologie Avanzate - Anno
- 1° anno
- Periodo
- Secondo semestre
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Italiano
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Orale
- Tipologia unità didattica
- corso
- Prerequisiti
-
Non ci sono prerequisiti specifici, ma è fortemente consigliata la frequenza dell'insegnamento di "Rivelatori di particelle"No prerequisites are mandatory, but it is highly recommended to attend the teaching "Particle Detectors"
- Propedeutico a
-
L'insegnamento non è propedeutico ad altri insegnamenti.
La frequenza è consigliata prima di seguire il Laboratorio FNS II.
The teaching is not preparatory to other teachings.
It is highly recommended to attend it before to start the FNS II Lab. - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Lo scopo dell'insegnamento è fornire le conoscenze teoriche e pratiche per la realizzazione di esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare che utilizzano diversi tipi di rivelatori di particelle e di elettronica associata (rivelatori a scintillazione, rivelatori al diamante e, eventualmente, anche rivelatori a gas).
The aim of the teaching is to provide theoretical and practical knowledge about the experimental techniques used in Nuclear and Subnuclear Physics experiments, where differet kinds of detectors and electronics are used (scintillation detectors diamond detector and, whether possible, gas detectors).
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Conoscenza approfondita del funzionamento dei rivelatori a scintillazione e al diamante e dei rivelatori a gas. Conoscenza della strumentazione elettronica e del sistema di acquisizone dati (CAMAC e VME) utilizzati negli esperimenti di Fisica Nucleare e Subnucleare.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
In generale, si deve aver sviluppato un alto grado di autonomia. Capacità di utilizzare strumentazione elettronica professionale. Capacità di determinare i parametri di lavoro dei rivelatori a scintillazione e a gas e di misurare efficienza e risoluzione di questi rivelatori. Capacità di comprendere e di scrivere un semplice programma di acquisizione dati.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Capacità di raccogliere i dati rilevanti e interpretarli. Capacità di integrare le consocenze e trattare la complessità. Capacità di formulare giudizi anche con informazioni limitate o incomplete.ABILITÀ COMUNICATIVE
Capacità di spiegare l'esperienza svolta, descrivendo il setup sperimentale utilizzato, le procedure per la messa a punto della strumentazione utilizzata, la presa dati e l'analisi dei dati.Capacità di comunicare le conclusioni sul lavoro svolto e di evidenziare le conoscenze e i principi base che portano a tali conclusioni.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Capacità di intraprendere studi ulteriori con un alto grado di autonomia.KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
In-depth knowledge about scintillation, diamond and gas detectors operation principles. Knowledge about electronic instrumentation and data acquisition system (CAMAC and VME based) used in Nuclear and Subnuclear Physics experiments.
APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
In general, the student must develop a high degree of autonomy. Capability to use professional electronic instrumentation. Capability to define the working parameters of scintillation and gas detectors and to measure their efficiency and resolution. Capability to understand and write a simple data acquisition programme.
JUDGMENT AUTONOMY
Ability to gather and interprete the relevant data. Ability to integrate knowledge and handle complexity. Ability to formulate judgements with limited and incpomplete information.COMMUNICATION SKILLS
Skill giving a report about the experiment which has been carried out, describing the experimental setup, the procedure to adjust the used detectors and instrumentation, the data taking and the data analysis.Ability to comunicate the conclusions about the completed work and to point out the knowledge and the rationale underpinning the conclusions.
LEARNING SKILLS
Skill to undertake further studies with a high level of autonomy- Oggetto:
Programma
Per il Programma dettagliato vedere file sotto Lezioni del Materiale Didattico
-Trasmissione del segnale dal rivelatore all'elettronica di lettura.
-Elettronica nucleare: discriminatori, formatori di impulso, coincidenze, digitalizzatori (ADC, TDC, Digitiser).
-Funzionamento e caratteristiche dei Bus CAMAC e VME. Indirizzamento logico e indirizzamento geografico.
-Preparazione del trigger. Tempo morto.
-Esperienze in laboratorio con contatori elettronici:
--misura della vita media del muone a riposo,
--misura del flusso e della direzione dei raggi cosmici con rivelatori a scintillazione;
--misure di eventi correlati con sorgenti di raggi gamma utilizzando scintillatori inorganici;
--studio di diversi tipi di rivelatori a scintillazione letti con un SiPM;
--studio di un rivelatore al diamante per la rivelazione di particelle alfa e raggi gamma.
Detailed Programme is available under "Lezioni" in Materiale Didattico
-Signal transmission from the detector to the readout electronics.
-Discriminators, pulse shapers, coincidences, digitizers (ADCs, TDCs, Digitisers).
-Bus types. Main characteristics of CAMAC and VME standards. Logical and physical addressing.
-Trigger setup. Dead Time
-Experiments in the Lab:
--measurement of the muon mean life at rest with scintillators;
--measurements of the flux and direction of cosmic rays with plastic scintillators
--measurement of correlated events with gamma rays sources using inorganic scintillators
--study of teh response of different tyes of scintillation detectors coupled to a SiPM;
--study of a diamond detector for alpha particles and gamma rays detection.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Le lezioni si terranno in presenza, salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo reperibili sul portale di Ateneo
Alcune delle registrazioni delle lezioni degli anni precedenti (2020/2021) sono disponibili su Moodle per un utilizzo asincrono.
Le esercitazioni di laboratorio saranno fatte in presenza e saranno a gruppi.L'insegnamento consiste di 60 ore (6 CFU), divise in 30 ore di lezioni frontali e 30 ore di Laboratorio che saranno suddivise in 20 ore per l'esperienza lunga e 10 ore per le esperienze brevi.
La frequenza è obbligatoria per le esperienze in laboratorio. Ed è fortemente consigliata per le lezioni.
L'insegnamento è in italiano, a meno che non venga richiesto dalla componente studentesca in mobilità l’utilizzo della lingua inglese.
Le slides delle lezioni e i testi di riferimento sono in inglese.
The lectures will be done in presence, using blackboard or slides, subject to updates on the measures adopted by UniTO, which can be found in the University portal
Some recordings of the lectures of the previous years (2020/2021) will be available for an asynchronous use on Moodle platform.
Laboratory activities will be done in person and the students will be subdivided in groups.The teaching consists of 60 hours (6 CFU), divided into two parts: 30 hours of lectures and 30 hours of Lab activities which are subdivided in 20 hours for the long experiment and 10 hours for the short ones.
Attendance at Lab activities is mandatory. And it is strongly recommended for the lectures.
Lectures are in italian language, apart from the case of enrollment of students from mobility programme.
Slides of lectures and textbooks are in english.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame finale accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite la stesura di una relazione sulle esperienze di laboratorio eseguite e lo svolgimento di una prova orale.
Ogni gruppo presenterà una relazione per ogni esperienza seguita, consegnata a scadenze stabilite.
La relazione verrà valutata in termini di:
- completezza della descrizione delle esperienze, degli apparati sperimentali e della relativa elettronica, delle leggi applicate, delle metodologie di analisi seguite, dei risultati ottenuti, dell'interpretazione dei fenomeni osservati
- uso appropriato della terminologia scientifica e del linguaggio, riporto dei valori con unità di misura ed errori, corretto uso delle cifre significative e delle formule
- completezza dei grafici, comprensivi di titoli degli assi, barre di errore, descrizione, eventuali regressioni e risultati del fit, e dei dati ottenuti e dei risultati riportati
La valutazione delle relazioni verrà comunicata all'appello orale con argomentazioni delle mancanze rilevate, con un giudizio qualitativo su ciascuna da SUFFICIENTE a OTTIMO. Qualora il caso una relazione non venisse valutata sufficiente essa dovrà essere corretta e rimandata all'interno delle scadenze fissate dai docenti. La validità della relazione è di due anni accademici, trascorsi i quali senza esito positivo dell’esame orale le esperienze di laboratorio dovranno essere condotte nuovamente.
L'esame orale verrà condotto su ciascuna delle esperienze seguite, e prevede:
- la discussione delle relazioni delle esperienze di laboratorio
- domande su concetti di base attinenti alle esperienze e al resto del programma
Verranno valutate:
- preparazione sul principio di funzionamento dei rivelatori utilizzati, dell’elettronica, dei concetti di fisica attinenti alle esperienze (decadimenti, interazione della radiazione con la materia, …)
- competenza sull’allestimento delle esperienze, caratterizzazione dei segnali, problematiche riscontrabili, metodologie di analisi
- chiarezza espositiva, completezza delle risposte, uso appropriato della terminologia scientifica
La valutazione finale sarà in trentesimi tenendo conto delle valutazioni delle relazioni e dell’esito delle prove orali. L'esame sarà ritenuto superato se il voto è superiore o uguale a 18.
Gli esami si terranno in presenza, avuto anche riguardo alle specifiche esigenze degli studenti e delle studentesse con disabilità e con disturbi specifici dell’apprendimento. Per la prova orale non saranno ammesse mappe concettuali.
Qualora il caso l'esame orale non venisse valutato sufficiente, sarà possibile dare lo stesso esame negli appelli successivi.
The final examination verifies the achievement of the knowledge and skills expected through the preparation of a written report on the laboratory experiments carried out and the execution of an Oral Examination.
Every group has to deliver a report for every experiment the group has participated to in compliance with the scheduled deadlines.
The report will be evaluated in terms of:
- completeness of the description of the experiments, of the experimental apparatus and relative electronics circuits, of the applied physics laws, of the methodologies employed during the analysis, of the obtained results with the interpretation of the observed phenomena.
- appropriate use of the scientific terminology and language, correct writing of the numbers with their units and errors paying attention to the correct use of formulae and significant digits.
- completeness of the plots, including labels, error bars, legend, regressions and fit results.
The evaluation of the reports will be communicated at the oral exam with discussion of the missing points, including a qualitative evaluation on each report ranging from SUFFICIENT to EXCELLENT. In the case in which the report is not sufficient, it has to be corrected and resubmitted within the deadlines fixed by the professors. The validity of the reports is of two academic years, at the end of which, without having successfully passed the examination, the student needs to repeat the laboratory activities.
The oral examination will cover every experiment conducted in laboratory and includes:
- discussion of the report of each laboratory experiment
- questions related to the basic concepts associated to the experiments and to the rest of the teaching program
The following aspects will be evaluated:
- knowledge of the principles of functioning of the employed detectors, of the electronics and physics concepts related to the experiments (decays, interaction between radiation and matter, etc...)
- ability to prepare the experimental setup, signal characterization, critical aspects of the experiment, methodologies of analysis
- clarity in reporting, completeness of the answers, appropriate use of the scientific terminology
The final evaluation will be expressed in a number ranging between 1 and 30 which takes into account the evaluation of the reports and the result of the oral examination. The exam will be considered successfully passed if the score is of at least 18.
The exam will be held face to face, taking into account SLD or specific disabilities. At the oral examination no conceptual maps will be allowed.
In the case in which the examination will not be considered sufficient and passed, it will be possible to repeat the examination in the following sessions of exam.
- Oggetto:
Attività di supporto
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Techniques for nuclear and particle physics experiments
- Anno pubblicazione:
- 1994
- Editore:
- Springer-Verlag
- Autore:
- W.R. Leo
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Radiation Detection and measurement, 4th Edition
- Anno pubblicazione:
- 2010
- Editore:
- John Wiley & Sons
- Autore:
- Glenn F. Knoll
- ISBN
- Note testo:
- 3rd Edition (2000) is also fine
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Dispense e Articoli disponibili sotto "Materiale Didattico".
Lecture notes and Articles available under "Materiale Didattico".
- Oggetto:
Note
Ricevimento: tutti i giorni, purché sia stato fissato un appuntamento via e-mail.
Il docente NON risponde a email prive di Nome e Cognome
Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità //di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita) <https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilita> e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame
Question time: office hours, provided that an appointment has been fixed by email.
The teacher CANNOT reply to email from students where Name and Family Name are not written clearly
Students with SLD or disabilities are asked to read the webpages: https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilitaopen_in_new <https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disabilitaopen_in_new> and https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsaopen_in_new),and in particular the procedures necessary to receive support during the exams (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-e-studentesse-con-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa/supportoopen_in_new)
- Oggetto:
Orario lezioni
Lezioni: dal 04/03/2024 al 07/06/2024
- Registrazione
- Aperta
- Oggetto:
