87990 - LABORATORY OF NUCLEAR AND SUBNUCLEAR PHYSICS 1

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student will have a thorough knowledge of the particle interaction mechanisms with the matter and of the techniques to detect them. He/she wil also be introduced to an overview of the main detector technologies used in particle physics experiments. In addition, the student will be able to understand the difference between various detection techniques and better understand the basic apparata used in Particle Physics. Exercise sessions will be done to help students to become more familiar with those techniques.

Contenuti

Primo semestre -- 6 CFU (lez. frontali)

-- Interazione delle particelle elementari con la materia. Perdita di energia. La formula di Bethe-Bloch. Il “range” delle particelle.Irraggiamento. I fotoni: effetto fotoelettrico, scattering Compton, produzione di coppie. Diffusione multipla. Interazioni dei neutroni.

--Elementi di radioattività. Effetti della radiazione sulla materia biologica. Grandezze rilevanti in dosimetria. Esempi di applicazioni della radioattività in medicina, industria, archeologia.

--Caratteristiche generali dei rivelatori di particelle. Sensitività, risoluzione efficienza del rivelatore.

--Rivelatori a scintillazione. Scintillatori: organici ed inorganici. Principi di funzionamento. Guide di luce. Fotomoltiplicatori. Analisi del segnale del fotomoltiplicatore.Uso dei rivelatori a scintillazione per trigger, tempi di volo, e veto di eventi.

-- I rivelatori a ionizzazione. Fenomeni di ionizzazione e trasporto nei gas. Il contatore proporzionale. La MWPC. La camera a deriva. La TPC. La TEC. Gli RPC.

-- I rivelatori Cerenkov. Principi di funzionamento. Applicazioni.

-- I rivelatori a transizione di radiazione.

Testi/Bibliografia

W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag

K. Kleinknecht, Detectors for Particle Radiation, Cambridge University Press

G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, J. Wiley & Sons

F. Sauli, Multiwire proporrtional chambers, Cern-Yellow Report (Copia disponibile presso il servizio di documentazione del Dipartimento di Fisica insieme ad altro materiale utile per l'approfondimento degli argomenti trattati nel corso)

Metodi didattici

Lezioni in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale.

L'esame di fine corso mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

-- conoscenza approfondita dei meccanismi di interazione delle particelle con la materia;

-- conoscenza delle tecniche per rivelarle e caratteristiche richieste ai rivelatori;

-- conoscenza dei principali effetti della radiazione sui materiali, delle principali grandezze dosimetriche e applicazioni;

-- conoscenza dei principali rivelatori di particelle.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni saranno integrate anche da esercizi e seminari su argomenti specifici.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gabriella Sartorelli