LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE II
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Anno immatricolazione
2019/2020
Anno offerta
2020/2021
Normativa
DM270
SSD
FIS/04 (FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE)
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI FISICA
Corso di studio
SCIENZE FISICHE
Curriculum
Fisica nucleare e subnucleare
Anno di corso
Periodo didattico
Primo Semestre (05/10/2020 - 20/01/2021)
Crediti
6
Ore
64 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
Italiano
Tipo esame
ORALE
Docente
MENEGOLLI ALESSANDRO (titolare) - 3 CFU
FONTANA ANDREA - 3 CFU
Prerequisiti
Nozioni di base di elettromagnetismo, di fisica quantistica e di programmazione. Consigliata la frequenza del corso di Laboratorio di Fisica Nucleare e Sub-Nucleare I.
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire conoscenze sulla fisica del vuoto e di alcuni tipi di rivelatori, sia dal punto di vista teorico che da quello pratico, attraverso esperienze di laboratorio.
Programma e contenuti
Il modulo sulla Fisica del vuoto (3 CFU) inizia con alcune lezioni frontali in cui vengono richiamati i fondamenti di teoria cinetica dei gas in diversi regimi di flusso (viscoso e molecolare) e in cui vengono descritte le principali caratteristiche dei sistemi da vuoto ideali e reali. Nel corso si richiamano brevemente anche i princìpi di funzionamento dei più comuni tipi di pompe e di sensori da vuoto.

Successivamente il laboratorio prevede lo svolgimento di alcune esperienze sui seguenti argomenti:
- misura della velocità di pompaggio in regime viscoso;
- misura della velocità di pompaggio in regime molecolare;
- calcolo e misura di conduttanze (legge di Ohm del vuoto);
- misure di degasamento (con bake-out);
- studio della composizione del gas residuo con Residual Gas Analyzer;
- analisi e interpretazione dei dati RGA.

Durante lo svolgimento delle attività saranno utilizzati anche i codici LabVIEW per l' acquisizione dati e ROOT per l' analisi.

Il secondo modulo (3 CFU) è dedicata a lezioni frontali riguardanti rivelatori a scintillazione: caratteristiche generali, legge di riemissione, scintillatori organici e inorganici. Foto-moltiplicatori (PMT): caratteristiche generali, foto-catodo, finestra, focalizzazione, moltiplicazione, guadagno, partitori, forma dell’impulso, risposta temporale, risoluzione energetica, corrente di buio. Altri dispositivi di foto-rivelazione: fotodiodi, APD, Silicon PM. Rivelatori TPC a liquidi di gas nobile per la fisica degli eventi rari.

Il laboratorio prevede lo svolgimento di alcune esperienze sui seguenti argomenti:
- caratterizzazione di due PMT XP2020: corrente di buio, misura del guadagno e degli intertempi di rumore;
- studio della distribuzione di raggi cosmici in funzione dell’angolo zenitale;
- misura della vita media del muone a riposo.
Metodi didattici
Il corso prevede 16 ore di lezioni frontali e 48 ore di laboratorio. In laboratorio gli studenti saranno sempre affiancati dal docente per affrontare insieme i problemi che dovessero emergere.
Testi di riferimento
B. Ferrario, “Introduzione alla tecnologia del vuoto”, Patròn, 1999.
W.R. Leo "Techniques for nuclear and particle physics experiments", Springer-Verlag, 1994.
G.F. Knoll "Radiation Detection and measurement", John Wiley & Sons, 2000.
Trasparenze delle lezioni.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale sugli argomenti trattati nelle lezioni frontali. Discussione della tesi riguardante le misure di laboratorio. Realizzazione di una delle esperienze di laboratorio.
Altre informazioni
Esame orale sugli argomenti trattati nelle lezioni frontali. Discussione della tesi riguardante le misure di laboratorio. Realizzazione di una delle esperienze di laboratorio.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile