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Oggetto:
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Cinematica relativistica e acceleratori di particelle

Oggetto:

Relativistic Kinematics and Particle Accelerators

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
MFN1434
Docenti
Prof. Fabrizio Bianchi (Titolare del corso)
Prof. Martino Gagliardi (Titolare del corso)
Corso di studio
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
Di sede o curricolari
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Non sono richiesti prerequisiti specifici.
Specific prerequisites are not required.
Propedeutico a
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Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Lo studente acquisterà una conoscenza dell'uso pratico delle leggi di conservazione in ambito relativistico e del ruolo del fattore di spazio delle fasi nel formalismo perturbativo applicato ai processi di scattering

Fornire le conoscenze necessarie a comprendere il funzionamento dei vari tipi di acceleratori utilizzati nella Fisica Medica.

The student is expected to achieve the knowledge on the practical use of Conservation laws in a relativistic viewpoint and on the role of phase space factor on perturbation formalism applied to scattering processes.
The aim of the course is to give the knowledge needed to understand the working principles of the different kinds of accelerators used in Medical Physics.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione

 

Conoscenza e comprensione dei concetti propri della cinematica relativistica, tra cui conservazione del 4-impulso, invarianti, fattore di spazio delle fasi. Comprensione dei concetti fisici alla base del funzionamento degli acceleratori, e conoscenza delle principali tecniche di accelerazione di particelle cariche e delle loro applicazioni.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione


Capacità di applicare la conservazione del 4-impulso e l'utilizzo degli invarianti allo studio di processi ad alta energia. Capacità di riconoscere e manipolare il fattore di spazio delle fasi nei processi a 2,3 e molti corpi. Capacità di effettuare stime e risolvere esercizi semplici riguardanti il funzionamento degli acceleratori di particelle.

Knowledge and understanding:

Knowledge and understanding of concepts such as the four momentum ,the use of invariants, the phase space factor.
Understanding of the physical concepts related to particle accelerators. Knowledge of the different types of particle accelerators and their applications.

Applications of knowledge and understanding:

Capability to apply the four momentum and the use of invariants to study high energy processes. Capability to identify and manipulate the phase space factor in 2-3 and many body processes.

Ability to perform estimates and solve simple exercises concerning the functioning of particle accelerators.


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Programma

Cinematica: Unità naturali - Scattering reazioni e decadimenti - Sezione d'urto rate di decadimento - Elementi di matrice flusso densità degli stati - 4-vettori e invarianti - Cinematica relativistica

Acceleratori lineari. Sincronia di fase. Moti di particelle in campi magnetici: ciclotroni, betatroni, sincrotroni. Focalizzazione debole, focalizzazione forte. Sincrotroni per protoni e per elettroni. Radiazione di sincrotrone. Collisori. Luminosità. Applicazioni

Natural units - Scattering reactions decays - Cross section - Matrix element flux phase space - 4-vectors and invariants - Relativistic kinematics

Linear accelerators. Charged particles in magnetic fields: cyclotrons,
betatrons, syncrotrons. Weak focusing and strong focusing in syncrotrons.
syncrotron radiation: electron syncrotrons. Colliders. Luminosity. Applications.

 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali divise in due moduli (Cinematica Relativistica e Acceleratori di Particelle).

Le lezioni del modulo di Cinematica Relativistica saranno svolte a distanza, usando la stanza Webex del prof. Bianchi:

https://unito.webex.com/meet/fabrizio.bianchi

Le lezioni del Modulo Acceleratori si terranno, per quanto possible, in presenza, con collegamento Webex per chi preferisse seguire da remoto:
Collegamento riunione: https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m03c4723e9ffaf56101468707bbd7448f
Numero riunione: 121 896 9607
Password: j8jUagM62hY

Le registrazioni delle lezioni verranno caricate sulla pagina Moodle del corso: https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1333

 

Class-taught lectures divided in two modules ("Relativistic Kinematics" and "Particle Accelerators"). The lectures of the module on Relativistic Kinematics will be given online in the Webex room of Prof. Bianchi:

https://unito.webex.com/meet/fabrizio.bianchi

The lectures on "Particle Accelerators" will be held, if possibile, in person.
Remote connection will be available (Webex):
Meeting link: https://unito.webex.com/unito/j.php?MTID=m03c4723e9ffaf56101468707bbd7448f
Meeting number: 121 896 9607
Passcode: j8jUagM62hY

The lectures will be recorded and made available at:
https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1333

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame,costituito da una prova orale, della durata tipica di 40-50 minuti, prevede l'esposizione di argomenti trattati nel corso e l'eventuale svolgimento di semplici esercizi.

The exam, composed of a oral examination, which typically lasts 40-50 minutes, implies the presentation of the topics explained during the course and the potential solution of simple exercises.

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Attività di supporto

Testi consigliati e bibliografia

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Appunti e trasparenze del docente

E. Wilson "An introduction to particle accelerators", Oxford University Press, 2001. CERN ACCELERATOR SCHOOL, Proceedings of the Vth General Accelerator Physics Course, Jyvaskyla, Finland, 1992.

Lecture notes and tracing papers by the professor.
The suggested textbook is written in English:

E. Wilson "An introduction to particle accelerators", Oxford University Press, 2001. CERN ACCELERATOR SCHOOL, Proceedings of the Vth General Accelerator Physics Course, Jyvaskyla, Finland, 1992.



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Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria ma fortemente consigliata.

No previous attendance required. Attendance at the course is not mandatory, but strongly reccomended.

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 11/06/2021 15:07
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