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Oggetto:
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Laboratorio di fisica nucleare e subnucleare I

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Laboratory of Nuclear and Subnuclear Physics I

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Anno accademico 2023/2024

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
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 propaedeutic to other teachings.
It is highly recommended to attend it before to start the FNS II Lab.
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Sommario insegnamento

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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).

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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

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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.

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Modalità di insegnamento

Le lezioni si terranno in presenza, salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo reperibili sul portale di Ateneo

https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

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.

L'insegnamento consiste di 60 ore (6 CFU), divise in 30 ore di lezioni frontali e 30 ore di Laboratorio.

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

https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

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.

The teaching consists of 60 hours (6 CFU), divided into two parts: 30 hours of lectures and 30 hours of Lab activities.

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.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Dall’inizio di ottobre 2022, fatte salve differenti disposizioni ministeriali, gli esami torneranno a svolgersi esclusivamente in presenza, con la sola eccezione per gli studenti e le studentesse che autodichiarano, in relazione al Covid-19, fragilità personale o positività.

L'esame finale accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Sara' richiesto di redigere una relazione scritta riguardante le esperienze di laboratorio effettuate, che va consegnata almeno una settimana prima dell' appello di esame. La prova orale consiste nella revisione della relazione con domande volte ad accertare il livello delle conoscenze acquisite.

Since the beginning of October 2022, except for new ministerial provisions, the exams will take place in presence, with the exception of students who self-declare positive to COVID-19.

The final examination verifies the achievement of the knowledge and skills expected through the execution of an Oral Examination. The student must prepare a written report on the laboratory experiments carried out. This report  must be delivered at least one week prior to the examination. The oral examination consists of the discussion of the report with questions intended to verify the level of the achieved knowledge.

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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
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Dispense e Articoli disponibili sotto "Materiale Didattico".

Lecture notes and Articles available under "Materiale Didattico".



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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

 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

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Orario lezioniV

Lezioni: dal 04/03/2024 al 07/06/2024

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 26/02/2024 15:26
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