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Oggetto:
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Laboratorio di fisica nucleare e subnucleare II

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Anno accademico 2010/2011

Codice dell'attività didattica
MFN0832
Docente
Prof. Marco Costa (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Biomedica
008510-106 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Sub-nucleare
Anno
1° anno
Periodo didattico
Terzo periodo didattico
Tipologia
C=Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/04 - fisica nucleare e subnucleare
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Conoscenza generale dei principali tipi rivelatori di particelle, del loro principio di funzionamento, delle loro prestazioni e delle loro modalita' di utilizzo nella ricerca in fisica nucleare e subnucleare. Conoscenza approfondita di rivelatori visualizzanti quali le camere a bolle e capacita' di analizzare fotogrammi per l'estrazione della misura diretta di sezione d'urto e di rapporti di decadimento di particelle instabili. Apprendimento dei principi di funzionamento dei rivelatori di tracciamento per la fisica delle alte energie quali i rivelatori a microstrip di silicio e capacita' di eseguire una loro caratterizzazione elettrica anche con l'uso di probe-station professionale.

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Programma

Il corso si propone di insegnare agli studenti alcune delle tecniche principali utilizzate per la rilevazione di particelle e la misura delle grandezze cinematiche necessarie per la caratterizzazione delle reazioni fisiche.
Il corso si avvale anche dei laboratori tecnologici dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Torino dove sono in fase di costruzione gli apparati sperimentali che entreranno in funzione presso il laboratorio del CERN a Ginevra sull'anello di accumulazione LHC.
Tre famiglie di rivelatori sono in particolare trattati.
Innanzitutto le camere a bolle, rivelatori visualizzanti, di cui esiste a Torino una importante tradizione e si conservano molte pellicole di importanti esperimenti eseguiti negli anni '70 dai fisici torinesi: utilizzando i tavoli di proiezione originali gli studenti analizzano i fotogrammi ed eseguono misure di sezione d'urto di antiprotoni su deuterio, cosi' come misure di rapporti di frazionamento in decadimenti dei kaoni carichi.
In secondo luogo, si studiano in buon dettaglio i rivelatori a microstrip di silicio, dai principi di funzionamento, alle loro caratteristiche elettriche , alle applicazioni nei moderni esperimenti di fisica delle alte energie: utilizzando una Probe Station professionale si esegue una caratterizzaione elettrica completa dei rivelatori realmente utilizzati in tali esperimenti, e si determina in particolare la tensione di svuotamento e le capacita' interstrip e di backplane al variare di parametric quali l'orientazione cristallina e la resistivita' del substrato.
Infine, utilizzando camere a deriva di grandi dimensioni si eseguono misure di efficienza e di tracciamento con raggi cosmici utilizzando sistemi di acquisizione e analisi dati degli esperimenti in fase di installazione presso il CERN di Ginevra. Il corso e' strutturato su una sezione di lezioni teoriche dedicate a ciascuno degli esperimenti trattati e da esperienze di laboratorio in piccoli gruppi corredate da relazioni che gli studenti dovranno stilare a completamento delle misure effettuate. E' inoltre richiesta agli studenti di preparare per la prova finale un seminario pubblico in cui con l'ausilio di pubblicazioni tecniche del settore essi presentino un approfondimento di uno degli argomenti trattati nel corso.

The course is dedicated to show some of the most relevant techniques used in particle physics. The course is structured in theoretical sessions followed by experimental work in the laboratory. Some of the experiments are done in the same laboratory where the CMS and Alice LHC experiments have been built and students partly use the original particle detectors of these experiments. For this reason a large fraction of the theoretical course is dedicated to the description of silicon detectors and to the way to proceed to make the electrical characterization of this type of particle detectors and of the annexed electronics. An other topic covered by the course is related to the analysis of bubble chamber events, since students can access a large collection  of original data collected with this technique in the late sixties and early seventies: the available data allows to make a direct measurement of cross-section and of branching ratio with a great educational potential.  At the end of the course and in preparation of the final exam students are also requested to prepare a seminar on a dedicated subject, as a deep technical inside on one of the topics covered by the course.   

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Dispense Prof. Costa A.Frova, P. Perfetti Semiconduttori - proprieta' e applicazioni elettroniche



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Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Per le esperienze in laboratorio la frequenza è obbligatoria. Modalità di esame: orale.

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Ultimo aggiornamento: 06/06/2011 10:08