Esercizi e problemi di Fisica per il corso di S
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UNIVERSITÀ DI CATANIA Programma di Metodi Sperimentali per la Fisica Nucleare (6 CFU) Anno Accademico 2014/2015 Prof. F.Riggi Problematiche generali per la rivelazione delle particelle in fisica nucleare I rivelatori di particelle per la fisica nucleare – Considerazioni generali: modi operativi, informazioni dai segnali, calibrazione, risoluzione in energia e in tempo – Misura dell’energia – Misura dell’impulso – Misura del tempo – Accettanza geometrica ed efficienza dei rivelatori Calcoli di simulazione per la valutazione di queste grandezze – Molteplicità di particelle dalle basse energie alle energie ultrarelativistiche – Rivelatori singoli e multirivelatori - Il tracciamento delle particelle – Rivelatori per il tracciamento e rivelatori di vertice – L’identificazione delle particelle – Tecniche di identificazione – Caratterizzazione degli eventi di collisione – Determinazione della centralità – Determinazione del piano di reazione. Tecniche avanzate di rivelazione Sviluppi recenti dei rivelatori a gas – Camere a drift – Multigap resistive plate chambers – Time Projection Chambers – Sviluppi recenti nei rivelatori al silicio – Rivelatori a microstrip – Rivelatori a drift di silicio – Rivelatori a pixel di tipo ibrido e di tipo monolitico – Rivelatori di vertice al silicio – Il problema del danneggiamento da radiazione - Rivelatori a radiazione di transizione – Rivelatori Cerenkov a immagini anulari – Calorimetri elettromagnetici e adronici – Rivelatori a scintillazione con trasporto della luce mediante fibre WLS – Fotosensori: APD e Silicon photomultipliers. Metodologie per l’acquisizione e l’analisi dei dati Prestazioni di un sistema di acquisizione dati multiparametrico - Problemi di trigger – Livelli di trigger per la selezione degli eventi – Filtraggio degli eventi – Il Digital Pulse Processing nell’analisi dei segnali da rivelatori di particelle - Problemi di pattern recognition – Metodi di tracciamento e ricostruzione delle tracce – Ricostruzione di vertici primari e secondari – Metodo del Kalman Filter - Analisi di sciami elettromagnetici e adronici nei calorimetri – Shape analysis – Ricostruzione dei jet – Analisi multiparametriche – Programmi di uso generale per l’analisi dei dati multiparametrici - Il problema del fondo combinatorio negli eventi ad alta molteplicità – Metodi per lo studio e la sottrazione del fondo: event mixing, correlazioni del tipo “like-sign”, metodi basati sulla rotazione delle tracce. Metodi statistici Distribuzioni di probabilità di interesse per la fisica nucleare - Cenni su alcuni metodi statistici per la fisica nucleare - Tecniche di simulazione Monte Carlo – Simulazione di rivelatori e di processi fisici - Codici di simulazione – Il codice GEANT – Esempi ed applicazioni ai rivelatori di particelle per la fisica nucleare – Algoritmi a reti neurali e loro applicazioni in esempi specifici nei rivelatori di particelle: identificazione, tracking, ricostruzione di segnali – Una bibliografia dettagliata sarà fornita durante il corso.
