Eksperimentalna fizika delcev in jedra

2021/2022
Program:
Magistrski študijski program 2. stopnje Fizika
Smer:
Fizika jedra in osnovnih delcev
Letnik:
1. in 2. letnik
Semester:
prvi ali drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
5
Jezik:
slovenski
Nosilci predmeta:
Ure na teden – 1. ali 2. semester:
Predavanja
2
Seminar
0
Vaje
1
Laboratorij
0
Vsebina

Identifikacija delcev v eksp. fiziki osnovnih delcev: Meritev dE/dx pri nizkih energijah. Večkratno merjenje specifične ionizacije. Števci Čerenkova: pragovni detektor, detektor obročev Čerenkova (RICH). Prehodno sevanje. Detekcija nevtronov in nevtrinov.

Merjenje energij: Nizkoenergijske metode za določevanje energij nabitih delcev, fotonov in nevtronov. Fano faktor. Elektromagnetni kalorimetri. Hadronski kalorimetri. Umerjanje in kontrola kalorimetrov.
Magnetni spektrometri: Merjenje gibalnih količin in kraja nastanka delcev.
Scintilacijski detektorji: Kratka ponovitev osnovnih značilnosti (organski scintilatorji - kristali, tekočine, plastiki; anorganski kristali; plini in stekla). Izkoristek za različne vrste sevanja. Linearnost.
Detektorji kozmičnih izvorov sevanja: Sistemi za detekcijo nabitih in nevtralnih kozmičnih delcev na zemlji, na balonih in na satelitih. Atmosfera kot kalorimeter.
Primeri sodobnih kompleksnih detektorjev v fiziki osnovnih delcev: primeri delujočih in načrtovanih detektorjev v svetovnih središčih CERN, KEK, Fermilab,...
Elementi transporta žarkov nabitih delcev: Kvadrupolne leče (linearna transformacija, dublet, efektivna dolžina). Invarianca faznega prostora. Sektorski magnet s homogenim poljem. Popis transporta snopa z žarkovno elipso (matrike in funkcija envelope).

Temeljni literatura in viri

W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag, Berlin 1986,
T. Ferbel (editor), Experimental Techniques in High-Energy Nuclear and Particle Physics, 2nd Edition, World Scientific 1991,
F. Sauli (editor), Instrumentation in High Energy Physics, World Scientific 1992,
K. Kleinknecht, Detectors for Particle Radiation, Cambridge University Press 1987,
H. Wiedermann, Particle Accelerator Physics, Springer-Verlag 1993.

Cilji in kompetence

Študent spozna osnovne eksperimentalne metode in instrumentacijo v fiziki osnovnih delcev in jedra.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje
Pridobitev praktičnega znanja na različnih področjih eksperimentalne fizike jedra in osnovnih delcev in astrofizike.
Uporaba
Sposobnost dela s kompleksnimi aparaturami. Razumevanje kritičnih parametrov pri poskusih na področju eksperimentalne fizike jedra in osnovnih delcev in astrofizike, sposobnost načrtovanja meritev.
Refleksija
Kritično ovrednotenje parametrov eksperimentalnih aparatur, njihove natančnosti in zanesljivosti.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet.
Sposobnost dela na kompleksnih aparaturah, zajemanja podatkov in njihovega zbiranja ter analize. Sposobnost določanja natančnosti meritve.

Metode poučevanja in učenja

Predavanje, računske vaje, izdelava domače naloge.

Načini ocenjevanja

Predstavitev projektne naloge pri vajah,
Pisni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

I. Adachi et al. [Belle Collaboration], Measurement of B- tau- nu with a Hadronic Tagging Method Using the Full Data Sample of Belle, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 131801
• I. Adachi et al., Precise measurement of the CP violation parameter sin2phi_1 in B0-> c cbar K0 decays, Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 171802
P. Križan, Overview of particle identification techniques, Nucl. Instrum. Meth. A706 (2013) 48.