Obiettivi Formativi

Abilità di costruire una linea elettronica completa per la realizzazione di una misura nel campo della fisica Nucleare e particellare. Abilità nell'analizzare i dati sperimentali.

Learning Goals

Ability to set up an electronic chain useful to realize an experimental measurement in Nuclear and Particle physics. Ability on the data analysis.

Metodi didattici

Lezioni, progettazione e realizzazione di esperimenti, analisi dati.

Teaching Methods

Lectures , design and implementation of experiments , data analysis .

Prerequisiti

Conoscenza dei comuni sistemi di rivelazione delle particelle ionizzanti. Conoscenze di elettronica di base: amplificatori, operazionali, linee di trasmissione. Familiarità all'uso dell'oscilloscopio. Conoscenza di un linguaggio di programmazione (preferibilmente C++).

Prerequisites

Knoledge the common ionizing particle detectors. Knoledge of electronics: amplifier, operational, transmission line. Familiarity to the oscilloscope use. Knoledge of program language (C++ preferably).

Verifiche dell'apprendimento

Prove pratiche durante il corso. Prova pratica finale, relazione dei risultati ottenuti e discussione.

Assessment

Practical prove during the course. Final practical exam, report on the obtained results and oral discussion.

Programma del Corso

Richiami su interazione radiazione-materia e su i sistemi di rivelazione delle particelle ionizzanti. Trasmissione del segnale dal rivelatore all'elettronica di lettura. Elettronica nucleare: discriminatori, generatori di impulso, coincidenze, digitalizzatori (ADC e TDC). Elettronica NIM, CAMAC e VME. Implementazione di un sistema di acquisizione. Analisi dati: >Richiami di programmazione in C++. Introduzione all'utilizzo di Root (Data Analysis Framework). >Rappresentazione di istogrammi, punti sperimentali, curve teroriche e funzioni, interpolazioni. >Tecniche per la stima di Upper Limit e del fondo atteso con il metodo del Side-Band fit. >Stima e sottazione del fondo. >Richiami di simulazione, implementazione di un generatore di eventi, introduzione all'uso di GEANT4. Esperienze su: >Rivelazione di gamma con l'uso di scintillatori BGO. >Calibrazione di un apparato di misura (calorimetro elettromagnetico). >Raggi Cosmici: rivelazione di raggi cosmici tramite rivelatori a scintillazione. >Misura di efficienza di un rivelatore a scintillazione. >Curva di coincidenza. >Preparazione del trigger. >Misura della vita media del muone a riposo. >Progettazione di un tracciatore per particelle cariche e neutre.

Course Syllabus

Review on radiation-matter interaction and on ionizing particle detection. Signal treatment from detector to data acquisition system. Nuclear electronics: discriminator, pulser, coincidence, ADC and TDC. NIM, Camac and VME electronics. Data analisys: >Review on implementation code in C++. Introduction to the use of ROOT (Data Analysis Framework). > Plot of histogram, data, theoretical curves and functions, and fit. >Methods for the estimation of upper limit and expected background via Side-Band fit technique. >Estimation and background subtraction. >Review on simulation, events generator implementation, introduction to GEANT4. Practical experiences: >Gamma detection with BGO scintillator. >Calibration of an electromagnetic calorimeter. >Detection of cosmic rays by means of scintillation detectors. >Efficiency measurement of scintillation detector. >Coincidence curve. >Trigger setup. >Muon mean life measurement at rest. >Charged and neutral particles tracker design.