Il corso si prefigge di fare acquisire allo studente una conoscenza dei principali fenomeni di interazione tra la radiazione e la materia e un'abilità sufficiente alla effettuazione di semplici esperienze per la rivelazione di particelle cariche.
Prerequisiti
Conoscenze di algebra elementare, elettromagnetismo, elettronica, analisi dei dati.
Metodi didattici
Il corso è organizzato nel seguente modo: -lezioni in aula o laboratorio su tutti gli argomenti del corso (24 ore); -esercitazioni nel laboratorio di Interazioni Radiazione Materia per la realizzazione di varie esperienze (36 ore). Gli studenti saranno divisi in gruppi (generalmente 3 studenti per gruppo). Al termine delle esercitazioni ogni gruppo deve presentare una relazione sulla esperienza realizzata che descrive obiettivi, metodologia e apparato sperimentale, dati raccolti e relativa analisi.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova orale nella quale: -vengono discussi gli argomenti del corso, per verificare la capacità di comprendere e collegare i vari argomenti trattati durante le lezioni; -vengono discusse le relazioni sulle esercitazioni in laboratorio, per verificare la comprensione delle problematiche sperimentali e l'acquisita capacità di realizzare semplici esperienze di rivelazione di particelle cariche, che costituisce l'obiettivo formativo. La valutazione, in trentesimi, terrà conto della qualità dell'esame e delle esercitazioni in laboratorio.
Testi
Dispense del corso fornite dal docente. Argomenti specifici possono essere approfonditi sul seguente testo: Leo 'Techniques for nuclear and particle physics experiments' Springer-Verlag
Contenuti
Il corso prevede 60 ore di didattica frontale, divise tra 24 ore di lezioni e 36 ore di esercitazioni in laboratorio. I contenuti del corso sono riportati di seguito. Introduzione: processi nucleari fondamentali nelle sorgenti radioattive. Raggi cosmici (3 ore). Perdita di energia per particelle cariche pesanti, formula di Bethe-Bloch (3 ore). Perdita di energia per elettroni e positroni. Bremsstrahlung. Scattering coulombiano multiplo (2 ore). Distribuzione statistica delle perdite di energia: distribuzioni di Landau e di Vavilov (1,5 ore). Interazioni di fotoni: effetto fotoelettrico, effetto Compton, produzione di coppie (2 ore). Caratteristiche generali di rivelatori per fisica nucleare (1,5 ore). Rivelatori a ionizzazione, camere proporzionali multifili, camere a deriva, TPC (3 ore). Scintillatori, fotomoltiplicatori, operazioni con rivelatori a scintillazione. Rivelatori Cherenkov (3 ore). Segnali impulsivi in elettronica nucleare, trasmissione dei segnali. Logica elettronica per esperimenti di fisica delle particelle elementari (3 ore). Descrizione dei 3 esperimenti da eseguire in laboratorio (2 ore). Esperimenti in laboratorio: 1-misura della curva di coincidenza tra due rivelatori a scintillazione (12 ore) 2-Misura dello spettro di carica di un fotomoltiplicatore e calcolo del guadagno (12 ore) 3-Misura di spettri temporali di due rivelatori a scintillazione (12 ore)
