Udine, AA 2003/2004Corso di Laurea in Fisica
Computazionale
Profilo di Fisica ed Astrofisica
delle alte energie
Uno dei 4 profili che si possono scegliere al II anno
Specializzazione in problemi di computing science applicati alla fisica fondamentale.
Richieste: conoscenze di fisica corrispondenti a quelle fornite dai corsi del primo anno di Fisica Moderna, Particelle ed Interazioni Fondamentali, Metodi Monte Carlo
Competenze che si acquisiscono con questo tipo di ricerca:
Metodi avanzati di simulazione per la determinazione delle funzioni di trasferimento di detectors complessi
Metodi dell’ analisi statistica e numerica per la soluzione di problemi legati alla ottimizzazione delle caratteristiche
di un rivelatore e dell’ estrazione del segnale/
Attivita’ di ricerca collegate, nel Dipartimento di Fisica:
-Fisica agli accelleratori
-DELPHI: rivelatore al CERN di Ginevra (analisi dati)- CDF: rivelatore al FNAL di Batavia (Illinois) (calorimetro e analisi dati)-ATLAS: rivelatore in costruzione al CERN (simulazione, hardware, costruzione del rivelatore)
-Astrofisica delle particelle:
- MAGIC: telescopio gamma (software online/offline) - GLAST: satellite della NASA in costruzione a Stanford (CA) (software simulazione ed event display, software analisi)
pp accelerator
Starting in 2007At CERN (Geneva)
ATLAS
In Udine:
Physics analysis: centered on top studies, but other topics available as well
Development and upgrade of the online monitoring for the pixel detector of the ATLAS experiment
Participation to the beam test of the pixel detector prototype
Participation in the activity of the silicon lab at the physics department
Energy of accelerated particles
Cyclotron Berkeley 1937
LHC CERN, Geneva, 2007
Active Galactic Nuclei
Binary Systems
SuperNova Remnant
GLAST
– Gamma-Ray Large Area Space Telescope
– Used to study Gamma rays in the region 30 MeV-100 GeV
– Satellite, to be launched in 2006 – NASA + International Collaboration
(for Italy Bari, Padova, Perugia, Pisa, Roma, Trieste, Udine)
• Contributo di Udine:– Simulations and Validation– Data Classification, Mining Issues– Event Display
MAGIC – Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov
– 17m telescope at Canary Islands– Used to study Gamma rays in
the region 30 GeV-1 TeV– Inauguration on October 10– International Collaboration (for
Italy: Padova, Siena, Udine)– Udine: software for g-hadron
separation (neural nets), DAQ for phase 2
Il percorso e’ organizzato nei seguenti 3 corsi. Lo studente che sceglie questo percorso deve includere 2 corsi a scelta tra questi 3:
FISICA DELLE ALTE ENERGIE
COSMOLOGIA ed ASTROFISICA DELLE PARTICELLE RELATIVITA’ GENERALE
Fisica delle Alte Energie
Docenti: De Angelis, De Lotto
Il corso si propone di fornire le competenze necessarie ad:
-analizzare i dati di un esperimento di fisica delle alte energie-capire un generico articolo scientifico nel settore
Programma
o Cenni sulla fisica delle alte energie. o Fisica oltre il Modello Standard. o Esperimenti classici. o Estrazione ed unfolding dei dati sperimentali.
Parte del corso è dedicata all'analisi di dati reali provenienti da un esperimento di fisica delle alte energie (DELPHI), alla simulazione di eventi fisici provenienti da un esperimento della prossima generazione (ATLAS) e all'analisi di dati di un esperimento di astrofisica gamma (EGRET).
Attivita’ di laboratorio al computer
Caratteristiche del corso
Il corso dura 8 settimane nel secondo quadrimestre
20 lezioni da 50 minuti, e 3 laboratori virtuali, con possibili discussioni in stanza virtuale (VRVS).
Vale 6 crediti (2 di laboratorio, ma lo studente puo’ scegliere I soli crediti di teoria)
Requisiti: Meccanica Quantistica e Particelle Elementari (ad es.: Particelle ed Interazioni Fondamentali)
Il voto finale e’ basato su un seminario e – per la parte di laboratorio – su una relazione.
• Un laboratorio di analisi dati nel contesto di un esperimento
• 48 ore in un periodo da concordarsi con i docenti– 24 ore: una scuola o un
argomento avanzato, seguito da un seminario svolto dallo studente
– 24 ore: un’analisi di dati da un esperimento di fisica o astrofisica delle alte energie, seguita da un articolo scritto dallo studente
Cosmologia ed Astrofisica delle particelle
Docenti: Ullio, Persic, Longo
Il corso si propone di:
-introdurre lo studente alla comprensione degli attuali modelli cosmologici e delle sorgenti cosmiche di alta energia
-passare criticamente in rassegna i diversi strumenti di rivelazione
Programma
o Big Bang e sue implicazioni: Breve introduzione alla relatività generale, modelli cosmologici, osservabili in Cosmologia,materia oscura, formazione delle strutture, Universo inflazionario.
o Osservazioni dell'Universo dopo la Ricombinazione: Neutrini,raggi cosmici, raggi gamma.
o Rivelatori di sorgenti astrofisiche: Richiami sull'interazione radiazione materia, rivelatori per raggi cosmici, X e gamma, strategie per la progettazione di nuovi strumenti.
o Approcci numerici alla fisica astroparticellare: presentazione dei codici numerici: DarkSUSY, CMBfast, esempio di problema ad N-corpi, CORSIKA, GalProp, Geant4.
•48 ore nel III periodo
–24 ore: basi sulla cosmologia e sulla generazione di particelle di altissima energia nel cosmo
•Materia oscura
–24 ore: la rivelazione dei raggi cosmici
Caratteristiche del corso
Relativita’ Generale
Docenti: Sonego, Giannitrapani
Il corso si propone di discutere argomenti avanzati di Relativita’ generale.
48 ore nel III quadrimestre
Programma
o Geometria differenziale.
oTeoria di Einstein della gravitazione.
o Formalismi lagrangiano e hamiltoniano in relatività generale.
o Problema ai valori iniziali.
o Onde gravitazionali.
o Struttura globale di uno spaziotempo.
o Buchi neri.
o Effetti quantistici in un campo gravitazionale.
PARTICELLE ED INTERAZIONI
FONDAMENTALIDocente: Dr. M. Cobal
8 settimane nel II quadrimestre: 24 moduli da 90 minuti Compiti per casa verificano il livello di preparazione
Requisiti: almeno III anno di corso in Matematica, almeno I anno della Laurea Specialistica in FC aver sostenuto Fisica Moderna (o esserne dispensati)
MODALITÀ D'ESAME
Nel primo appello:Voto proposto dalla valutazione di tesine da svolgere Successivamente:Voto proposto dalla valutazione di un colloquio.
Finalita’ del corso Fornire elementi di base della fisica delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali
Particolare attenzione all'aspetto sperimentale (fisica agli acceleratori ed astrofisica delle particelle)
Programma
Quark e leptoni
Interazioni elettrodebole e forte
Calcoli di sezione d'urto
Il Modello Standard.
Interazione radiazione-materia
Rivelatori di particelle;esperimenti ai collider e sui raggi cosmici
Bibliografia
Perkins, High Energy Physics, IV ed., Addison-Wesley.
B.R.Martin e G.Shaw, Particle Physics (2nd ed.), Wiley.
Appunti di lezione, disponibili al sito:
http://www.fisica.uniud.it/~cobal/pif.html
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