Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

Rivelatori di particelle

Oggetto:

Particle Detectors

Oggetto:

Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
MFN1462
Docenti
Prof. Martino Gagliardi (Titolare del corso)
Prof. Ermanno Vercellin (Titolare del corso)
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
008510-102 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
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 sono richiesti specifici prerequisiti
No specific prerequisites required
Propedeutico a
Oggetto:

Sommario del corso

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

Lo studente acquisirà una conoscenza dei vari aspetti dell'interazione radiazione-materia e la capacità valutare gli ordini di grandezza in gioco. Conoscerà i principali tipi di rivelatori, il loro principio di funzionamento, le utilizzazioni tipiche e le prestazioni.

The student will achieve knowledge on the various aspects of the interaction radiation-matter and the capability to evaluate the orders of magnitude involved. He will know the main types of detectors, their working principles, their typical application and performances.

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.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

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 discutere tre argomenti svolti a lezione.

The final examination will verify the achievement of the expected learning outcome and skills by means of the execution of an oral exam. During the oral examination, which typically lasts 40-50 minutes, it is required to discuss three topics presented at class.

Oggetto:

Attività di supporto

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia

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:

Note

Modalità di frequenza: frequenza fortemente consigliata. Nessuna propedeuticità obbligatoria.

Attendance modality: attendance strongly reccomended. No mandatory prerequisites needed.

Oggetto:

Moduli didattici

Oggetto:

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Lunedì11:00 - 13:00Aula D Dipartimento di Fisica
Martedì14:00 - 16:00
Venerdì14:00 - 16:00Aula D Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 23/09/2019 al 22/11/2019

Nota: MARTEDI': Aula A2 Via Michelangelo 32

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 22/11/2019 17:13
    Location: https://fisica.campusnet.unito.it/robots.html
    Non cliccare qui!