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.
