Física d'Acceleradors
Codi: 104048 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500097 Física | OT | 4 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Caterina Biscari
- Correu electrònic:
- caterina.biscari@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- espanyol (spa)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent extern a la UAB
- Gabriele Benedetti
Prerequisits
No hi ha prerequisits formals però es suposen coneixements de mecànica clàssica, d'electromagnetisme i de relativitat especial
Objectius
És una introducció a la física dels acceleradors de partícules i les seves aplicacions, amb especial èmfasi en les fonts de llum de sincrotró
Competències
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Aplicar els principis fonamentals a l'estudi qualitatiu i quantitatiu de les diferents àrees particulars de la física
- Comunicar eficaçment informació complexa de manera clara i concisa, ja sigui oralment, per escrit o mitjançant TIC, i en presència de públic, tant a públics especialitzats com generals
- Conèixer les bases d'alguns temes avançats incloent desenvolupaments actuals en la frontera de la física sobre els quals poder-se formar posteriorment amb més profunditat
- Fer treballs acadèmics de manera independent usant bibliografia (especialment en anglès), bases de dades i col·laborant amb altres professionals
- Formular i abordar problemes físics identificant els principis més rellevants i utilitzant aproximacions, si fos necessari, per arribar a una solució que ha de ser presentada explicitant hipòtesis i aproximacions
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Planejar i realitzar, utilitzant els mètodes apropiats, un estudi o recerca teòrica i interpretar i presentar-ne els resultats
- Planejar i realitzar, utilitzant els mètodes apropiats, un estudi, mesura o recerca experimental i interpretar i presentar-ne els resultats
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, fer servir correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics
- Treballar autònomament, tenir iniciativa pròpia, ser capaç d'organitzar-se per assolir uns resultats i planejar i executar un projecte
- Treballar en grup, assumint responsabilitats compartides e interaccionant professional i constructivament amb altres amb absolut respecte als seus drets.
- Utilitzar les matemàtiques per descriure el món físic, seleccionant les eines apropiades, construint models adequats, interpretant resultats i comparant críticament amb l'experimentació i l'observació
Resultats d'aprenentatge
- Calcular la freqüència de revolució en sincrotrons en funció del tipus de partícules i la seva energia
- Calcular la lluminositat d'un col·lisionador, diferenciant entre col·lisionador circular i lineal.
- Comunicar eficaçment informació complexa de manera clara i concisa, ja sigui oralment, per escrit o mitjançant TIC, i en presència de públic, tant a públics especialitzats com generals.
- Conèixer els diferents tipus d'acceleradors, equips emissors de radiació i fonts radioactives per a aplicacions mèdiques.
- Conèixer les bases de l'acceleració amb plasma
- Conèixer les bases de les aplicacions d'una font de llum de sincrotró
- Definir les característiques principals d'un col · lisionador en funció de l'energia i lluminositat requerida
- Descriure els conceptes bàsics de dinàmica transversal i longitudinal del feix
- Descriure els diferents tipus d'acceleradors de partícules actualment en ús: linacs, ciclotrons, sincrotrons, etc. i les seves majors aplicacions
- Descriure els diferents tipus d'imants, des d'imants permanents, ferromagnètics i superconductors que s'utilitzen en els acceleradors
- Descriure la tecnologia de les cavitats de radiofreqüència
- Determinar el tipus de font de fotons en funció de les aplicacions, diferenciant entre dipols, wigglers i onduladors
- Explicar el codi deontològic, explícit o implícit, de l'àmbit de coneixement propi.
- Fer treballs acadèmics de manera independent usant bibliografia (especialment en anglès), bases de dades i col·laborant amb altres professionals.
- Identificar les implicacions socials, econòmiques i mediambientals de les activitats academicoprofessionals de l'àmbit de coneixement propi.
- Identificar situacions que necessiten un canvi o millora.
- Mesurar la qualitat del camp magnètic d'imants
- Raonar críticament, tenir capacitat analítica, usar correctament el llenguatge tècnic i elaborar arguments lògics.
- Realitzar el disseny bàsic de l'òptica d'un anell d'acumulació o sincrotró, definint els paràmetres de Twiss i les característiques de la radiofreqüència
- Treballar autònomament, tenir iniciativa pròpia, ser capaç d'organitzar-se per assolir uns resultats i planejar i executar un projecte.
- Treballar en grup, assumir responsabilitats compartides i interaccionar professionalment i de manera constructiva amb altres persones amb un respecte absolut als seus drets.
- Utilitza codis de simulació per a càlculs d'obertura dinàmica
- Utilitza el tractament matricial en la definició dels paràmetres de Twiss
- Utilitza la instrumentació de la sala de control per a la mesura emitància i dispersió d'energia en el linac
Continguts
Introducció als acceleradors i les seves aplicacions.
Principis d’acceleració i de transport de feixos de partícules.
Conceptes bàsics dels sistemes de radiofreqüència, d’imans i de buit.
Descripció de la dinàmica transversal i longitudinal de les partícules i de les característiques de la llum de sincrotró.
Descripció dels diferents tipus de acceleradors, amb major èmfasi en les fonts de llum de sincrotró i la seva utilitat.
Conceptes bàsics d’utilització de programes de simulació de dinàmica de feix.
Pràctiques al Sincrotró Alba.
Metodologia
El curs s'estructura en classes teòriques (30 hores), realització d'exercicis (9 hores) i realització de treball experimental (10 hores)
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes de exercicis | 9 | 0,36 | |
| Classes teòriques | 30 | 1,2 | |
| Treball experimental a ALBA | 10 | 0,4 | |
| Tipus: Autònomes | |||
| Elaboració informe de pràctiques | 9 | 0,36 | |
| Estudi | 58 | 2,32 | |
| Resolució de problemes | 16 | 0,64 |
Avaluació
Exàmens parcials 1 i 2 (40% + 40% de la nota final) realitzats a mitjans i al final del semestre.
Informe sobre el treball experimental (20% de la nota final)
L'examen de recuperació permet millorar els resultats dels examens parcials i l'alumne s'ha d'haver avaluat al mínim dels dos parcials.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen de recuperació | 80% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 |
| Examen parcial 1 | 40% | 3 | 0,12 | 1, 3, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 23 |
| Examen parcial 2 | 40% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 23 |
| Informe de pràctiques | 20% | 9 | 0,36 | 1, 3, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 |
Bibliografia
http://cds.cern.ch/record/425460/files/CERN-2005-004.pdf
http://cds.cern.ch/record/603056/files/full_document.pdf
Programari
OPA - Optics Design for Accelerators - Free (PSI) - serà proporcionat durantt el curs