METODI SPERIMENTALI IN FISICA DELLE ALTE ENERGIE

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2018/2019
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
45
Prerequisiti: 

Fondamenti di Meccanica, Elettromagnetismo, Ottica, Relatività Speciale, Struttura della Materia e Particelle Elementari

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Esame orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Fornire le conoscenze di base per la comprensione di un moderno esperimento di Fisica delle Alte Energie

Contenuti

Acceleratori di particelle. Tipologie di esperimenti. Rivelatori di radiazione e loro impiego negli apparati sperimentali di misura. Gli attuali esperimenti all’energia di frontiera: ATLAS e CMS. Prospettive per il futuro.

Programma esteso

Evoluzione delle tecniche di accelerazione di particelle e prospettive future.
Radiazione di sincrotrone e sue implicazioni sulle tecniche di accelerazione: protosincrotroni e acceleratori lineari.
Fisica degli acceleratori: principi base, linearizzazione delle equazioni di trasporto del fascio, teorema di Liouville, ellitticità ed evoluzione dello spazio-fasi, emittanza e luminosità.
Impiego dei fasci: esperimenti ai collider e a targhetta fissa.
Produzione di fasci secondari di pioni, kaoni, fotoni e neutrini.
Principali caratteristiche, limiti e prestazioni dei più importanti rivelatori: scintillatori, camere a filo, TPC, rivelatori allo stato solido e Cerenkov.
Teoria della formazione del segnale in un rivelatore: derivazione del Teorema di Ramo.
Organizzazione dei rivelatori in un apparato.
Misura del momento in uno spettrometro magnetico e risoluzioni ottenibili.
Riconoscimento di particelle a momento noto tramite misure di velocità: tempo di volo, Cerenkov a soglia o differenziale o ring–imaging, e radiazione di transizione.
Misura dell’energia e riconoscimento di particelle mediante assorbimento totale: calorimetria elettromagnetica e/o adronica.
Risoluzione energetica dei calorimetri e problema della compensazione.
Caratteristiche dei due esperimenti ATLAS e CMS: filosofia di base ed implicazioni.
Confronto delle prestazioni dei due esperimenti e loro grado di complementarietà.

Bibliografia consigliata

K. Wille, “The Physics of Particle Accelerators”
J. Rossbach, “Basic Course on Accelerator Optics”
T. Ferbel, “Experimental Techniques in High Energy Physics”
Review of Particle Physics, J. Beringer et al. (Particle Data Group), Phys. Rev. D86, 010001 (2012)
L.D. Landau, “The Classical Theory of Fields”
L.D. Landau, “Mechanics”

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale (6 CFU)

Contatti/Altre informazioni

Sul sito web http://fisica.mib.infn.it/pages/it/chi-siamo/persone/who.php?user=moroni è possibile trovare le informazioni sul CV del docente, il numero di telefono dello studio, la sede universitaria o di lavoro, l’orario di ricevimento studenti e l’indirizzo e-mail.