L'insegnamento presenta lo stato dell'arte degli acceleratori di particelle attualmente in uso, descrivendone le caratteristiche salienti e le principali leggi fisiche e limitazioni tecnologiche che ne determinano le prestazioni.
Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di:
- conoscere i metodi di produzione di fasci di particelle, fotoni, elettroni, protoni e ioni;
- calcolare i principali parametri relativi ad acceleratori esistenti;
- identificare e interpretare i principali parametri di una macchina acceleratrice;
- riconoscere i limiti e la flessibilità nella produzione di un fascio di particelle per le varie esigenze sperimentali;
- applicare i concetti appresi agli acceleratori previsti per il prossimo futuro.
Allo studente verranno presentate le diverse tipologie di acceleratori, con le caratteristiche dei fasci che ciascuna può produrre. Verranno analizzati nel dettagli i limiti tecnologici e fisici di ogni tipologia, in modo da mettere lo studente in condizioni di capire come gli esperimenti di fisica delle particelle debbano interfacciarsi con le macchine che producono i fasci di particelle, o come suddetti fasci vengano preparati per scopi medici o di analisi dei materiali o altro. Scopo principale dell'insegnamento è arrivare alla migliore comprensione dei concetti che caratterizzano il fascio accelerato, quali emittanza, dispersione, luminosità e altri, e le scelte tecnologiche che consentono di ottenere tali risultati.
Elettromagnetismo Cenni di relatività ristretta Cenni di fisica nucleare e subnucleare
L'insegnamento si svolge attraverso lezioni frontali (48 ore) normalmente tenute dal docente. Per determinati argomenti sarà, di concerto con gli studenti, possibile che questi vengano chiamati a preparare brevi esposizioni che verranno considerate come bonus in sede di esame finale
Definizioni e scopo degli acceleratori di particelle Acceleratori elettrostatici e cenni di relatività ristretta Acceleratori con campo oscillante, macchine circolari e particella sincrona Cavità a radiofrequenza Focheggiamento debole Meccanica delle traiettorie, formalismo hamiltoniano e teorema di Liouville Magneti curvanti a funzioni composte e separate Ottica del fascio: multipoli Dispersione ed emittanza Focheggiamento forte Cella FODO e sincrotrone Oscillazioni di sincrotrone Risonanze Effetti di carica spaziale Raffreddamento dei fasci Un linac per elettroni: CEBAF Un sincrotrone per protoni: LHC Fasci estratti di neutrini e muoni: Fermilab e PSI Fasci per reattori nucleari e altre applicazioni
Conte - MacKay, An Introduction to the Physics of Particle Accelerators, World Scientific
Ricevimento: Ricevimento studenti Bersani Andrea Dipartimento di Fisica, L105 (primo piano), su appuntamento 0103356655 bersani@ge.infn.it
ANDREA BERSANI (Presidente)
STEFANIA FARINON
MATTEO DE GERONE (Presidente Supplente)
Seguire il link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=home&_lang=it
L'esame consisterà in un colloquio orale su tutto il programma del corso. Agli studenti sarà proposto facoltativamente di preparare una tesina su un argomento concordato col docente.
Lo studente dovrà sostenere un esame orale su tutto il programma del corso.
