Técnicas Experimentales en Física de Partículas
Código: 44081 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 4313861 Física de Altas Energias, Astrofísica y Cosmología/High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology | OT | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Manuel Martínez Rodriguez
- Correo electrónico:
- Desconegut
Equipo docente
- Thorsten Lux
- Sebastian Grinstein
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
No se establecen requisitos previos específicos para este curso.
Objetivos y contextualización
El propósito principal de este curso es ofrecer una visión general de la técnica experimental utilizada en la física de partículas. Abarca desde los principios básicos utilizados hasta la integración de un detector completo completo.
Competencias
- Conocer las bases de temas seleccionados de carácter avanzado en la frontera de la física de altas energías, astrofísica y cosmología, y aplicarlos consistentemente.
- Formular y abordar problemas físicos, tanto si son abiertos como si están mejor definidos, identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si procede, para llegar a una solución que se ha de presentar explicitando las suposiciones y las aproximaciones.
Resultados de aprendizaje
- Comprender las diversas técnicas de detección de partículas (centelleo, ionización, luz Cherenkov, etc.).
- Diseñar un detector para un problema físico concreto.
- Entender los fundamentos de la interacción de la radiación con la materia.
Contenido
Interacciones de partículas con la materia.
Consideraciones Generales
Ionización y excitación atómica.
Difusión múltiple de ángulo pequeño
Interacciones del fotón con la materia.
Cascadas electromagnéticas
Interacciones de muones de alta energía.
La radiación de Cherenkov y la radiación de transición
Revisión de circuitos electrónicos y otros aspectos técnicos.
Circuitos con elementos reactivos.
Propagación de señales eléctricas en cables.
Tecnicas de deteccion
Visión general
Detectores de fotones
Centelleadores
Detectores de radiación Cherenkov
Detectores de radiación de transición
Camaras de hilo
Microdetectores de gas
Cámaras de placas resistivas
Cámaras de proyección del tiempo.
Detectores semiconductores
Equipo de diseño experimental
Contexto: experimentos de diana fija, en el centro de masa, o sin emisión • Medidas de posición, tiempo, cuadrilomentos; identificación de partículas
Detectores de trazas y vértices.
Calorímetros
Espectrómetros de muon
Vigas fijas: diseño de experimentos.
Vigas de colisión: Diseño del experimento.
Experimentos con neutrinos.
Buscando la decadencia de protones
Otras búsquedas: materia oscura, doble decaimiento beta
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Discusión, Grupo de Trabajo, Ejercicios de Grupo. | 20 | 0,8 | 2, 1, 3 |
| Interacciones de partículas con la materia. | 25 | 1 | 2, 1, 3 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Estudio de detectores reales. | 30 | 1,2 | 2, 1, 3 |
Clases teóricas, charlas, ejercicios y exposiciones a cargo del alumnado. Trabajo en clase y tareas.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Asistencia y participación en clase | 15% | 45 | 1,8 | 2, 1, 3 |
| Ejercicios sobre detectores | 30% | 15 | 0,6 | 2 |
| Ejercicios sobre fenómenos físicos | 25% | 5 | 0,2 | 3 |
| Ejercicios sobre técnicas de detección | 30% | 10 | 0,4 | 1 |
La tarea consiste en tres conjuntos de problemas que abordan secuencialmente los efectos físicos utilizados, las técnicas de detección y los detectores completos cubren el 85% de la calificación de la evaluación. El 15% adicional se basa en la asistencia y participaciones a conferencias.
En el caso de no superar (todas o alguna de) las actividades de evaluacón continuada indicadas, el equipo docente estudiará caso por caso y propondrá al alumno cómo recuperar la asignatura (presentando un trabajo alternativo y/o haciendo un examen en Septiembre, segúin el caso)
Esta asignatura/módulo no prevee el sistema de evaluación única.
El correo electrónico del profesor responsable de esta asignatura es martinez@ifae.es
Bibliografía
- W.R. Leo, “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, A How-to Approach”, Springer 1987
- W.S.C. Williams, “Nuclear and Particle Physics”, Oxford University Press 1991
- P. Marmier and E.Sheldon, “Physics of Nuclei and Particles”, Academy Press 1969
- S.Tavernier, “Experimental Techniques in Nuclear and Particle Physics”, Springer 2010
- C.Grupen and B.Shwartz, “Particle Detectors”, Cambridge Monographs on Particle Physics, Nuclear Physics and Cosmology 26
- C.Grupen, “Astroparticle Physics”, Springer 2005
- S.Eidelmann and B.Swartz, in “Handbook of Particle Detector and Imaging”, C.Grupen and I.Buvat editors, Springer 2012
- Particle Data Group, chapter 26, http://pdg.lbl.gov/pdg.html
- Lectures by Katherina Mueller at UZH, https://www.physik.uzh.ch/en/teaching/PHY461/HS2021/lectures.html
Software
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Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |