- Oggetto:
- Oggetto:
Rivelatori di particelle
- Oggetto:
Particle Detectors
- Oggetto:
Anno accademico 2021/2022
- Codice dell'attività didattica
- MFN1462
- Docenti
- Prof. Martino Gagliardi (Titolare del corso)
Prof. Ermanno Vercellin (Titolare del corso) - Corso di studi
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Biomedica
008510-106 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Sub-nucleare
008510-107 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Teorica - Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Primo semestre
- Tipologia
- B=Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
Non sono richiesti specifici prerequisitiNo specific prerequisites required
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Presentare i meccanismi fisici alla base dell'interazione radiazione materia e le loro implicazioni riguardanti le tecniche di rivelazione e le applicazioni. Fornire un quadro dei principali tipi di rivelatori, del loro utilizzo e delle loro prestazioni.
To present the physical mechanisms at the base of the interaction radiation-matter and their implications, concerning detection techniques and the applications. To give an framework on the main types of detectors, on their use and on their performances.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione:
Conoscenza dei vari aspetti dell'interazione radiazione-materia; conoscenza dei principali tipi di rivelatori e dei loro principii di funzionamento, utilizzazioni e prestazioni tipiche.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicare le conoscenze acquisite a casi semplici, in particolare per quanto riguarda la stima degli ordini di grandezza in gioco.
Knowledge and understanding:
Knowledge on the various aspects of the interaction radiation-matter; Knowledge of the main types of detectors, their working principles, their typical application and performances.Application of knowledge and understanding
Application of the above knowledge to simple cases involving detectors; in particular, ability to evaluate the orders of magnitude at play.- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Modalità ibrida (in presenza e online tramite Webex).
Collegamento riunione Webex:
https://unito.webex.com/meet/ermanno.vercellin (prima parte - Prof. Vercellin)
https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=mce059dc594e7d144aeea45a7585c5ee6 (seconda parte - Prof. Gagliardi)
Le videoregistrazioni delle lezioni saranno rese disponibili qui:
- https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1338 (AA 2020/21)
- https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=2369 (AA 2021/22)Hybrid mode (in person and over Webex).
Webex meeting URL:
https://unito.webex.com/meet/ermanno.vercellin (part 1 - Prof. Vercellin)
https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=mce059dc594e7d144aeea45a7585c5ee6 (part 2 - Prof. Gagliardi)Video-recorded lectures will be available here:
- https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1338 (AA 2020/21)
- https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=2369 (AA 2021/22) (AA 2021/22)- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame finale accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale. Nella prova orale, della durata tipica di 40-50 minuti, viene chiesto di rispondere ad alcuni quesiti, di cui almeno uno riguarderà l'interazione radiazione-materia e almeno uno le tecniche di rivelazione.
The final examination will verify the achievement of the expected learning outcome and skills by means of an oral exam. During the oral examination, which typically lasts 40-50 minutes, the student will be asked to reply a few questions, which will concern both the interaction of radiation with matter and the particle detection techniques.
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Perdita di energia delle particelle cariche per ionizzazione ed eccitazione, produzione di coppie e produzione di fotoni; valori medi e distribuzioni, distribuzione di Landau; produzione di raggi delta.
Interazione con i nuclei, diffusione multipla; perdita di energia degli elettroni, Bremsstrahlung. Range delle particelle, curva di Bragg, Straggling.
Effetto Cerenkov. Interazione di fotoni, effetti fotoelettrico, Compton, creazione di coppie; interazione dei neutroni termici e di bassa energia. Interazione degli adroni, sciami elettromagnetici, sciamo adronici, radiazione di transizione, dose e sua misura.Caratteristiche dei rivelatori: tempo di risposta, risoluzione in posizione ed in energia; tempo morto. Segnale indotto da cariche in movimento; teorema di Shockley-Ramo. Rivelatori a gas; moto delle cariche in assenza e in presenza di campo elettrico e magnetico; diffusione. Ricombinazione.Moltiplicazione. Valanghe. Streamer. Camere a ionizzazione; contatori cilindrici proporzionali .Camere a multifili MWPC, camere a deriva, camere a tracciamento TPC. Rivelatori a gas in regime streamer. Contatori a Scintillazione; scintillatori; fotorivelatori; contatori Cerenkov; RICH. Rivelatori di transizione. Rivelatori a semiconduttore; rivelatori a microstrip ed a deriva. Calorimetri elettromagnetici; calorimetri adronici. Spettrometri magnetici. Identificazione di particelle.Charged particle energy loss through ionization and excitation, pair production and photon production; average values and distributions, Landau distribution; delta ray production. Interaction with nuclei, multiple diffusion; electron energy loss, Bremsstrahlung. Particle range, Bragg curve, Straggling. Cerenkov effect. Photon interaction, photoelectric effect, Compton effect, pair production; interaction of thermal low energy neutrons. Hadron interaction, electromagnetic showers, hadronic showers, transition radiation, dose and its measurement.
General detector properties: efficiency, energy and position resolution, dead time. Signal induced by a moving charge; the Shockley-Ramo theorem. Gas detectors: motion of charged particles in gas without electric field (diffusion) and with electric field (drift velocity). Ionization chambers, MWPCs, planar drift chambers and TPCs. Gaseous detectors i the streamer regime. Scintillators, photodetectors. Cerenkov detectors and transition radiation detectors. Solid state detectors. EM and hadronic calorimeters. Magnetic spectrometers. Particle identification.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
G.F. Knoll "Radiation Detection and measurement", John Wiley & Sons, 2000.
T. Ferbel "Experimental techniques in high energy physics",Addison-Wesley Ed. 1987.
F. Sauli "Gaseous Radiation Detectors - Fundamentals and Applications", Cambridge University Press, 2014
Dispense del corso redatte dal prof. E. Chiavassa.
G.F. Knoll "Radiation Detection and measurement", John Wiley & Sons, 2000.
T. Ferbel "Experimental techniques in high energy physics",Addison-Wesley Ed. 1987.
F. Sauli "Gaseous Radiation Detectors - Fundamentals and Applications", Cambridge University Press, 2014
Lecture notes edited by prof. E. Chiavassa.- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 14:00 - 16:00 Aula Wick Dipartimento di Fisica Venerdì 14:00 - 16:00 Aula D Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 28/09/2021 al 14/01/2022
- Oggetto:
Note
Modalità di frequenza: frequenza fortemente consigliata. Nessuna propedeuticità obbligatoria.
Attendance modality: attendance strongly reccomended. No mandatory prerequisites needed.
- Oggetto:
Moduli didattici
- Rivelatori al Silicio (MFN1462)
- Oggetto:
