Salta al contenuto principale della pagina

ACCELERATORI DI PARTICELLE

CODICE 109092
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 1° anno di 9012 FISICA(LM-17) - GENOVA
  • 6 cfu al 3° anno di 8758 FISICA (L-30) - GENOVA
  • 6 cfu al 2° anno di 9012 FISICA(LM-17) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/01
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre

    PRESENTAZIONE

    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.
     

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    L’insegnamento si propone di fornire le competenze per comprendere il concetto di "luminosità”, grandezza chiave in un esperimento con fasci accelerati. Saranno affrontati i diversi tipi di acceleratori e le loro caratteristiche in funzione delle particelle che possono essere efficacemente essere accelerate, con tutti i limiti fisici e tecnologici, nonché i possibili sviluppi per le macchine delle prossime generazioni.”

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    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.
     

    PREREQUISITI

    Elettromagnetismo
    Cenni di relatività ristretta
    Cenni di fisica nucleare e subnucleare

    MODALITA' DIDATTICHE

    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

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    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

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    Conte - MacKay, An Introduction to the Physics of Particle Accelerators, World Scientific

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    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.

    ALTRE INFORMAZIONI

    Ricevimento studenti
    Bersani Andrea
    Dipartimento di Fisica, L105 (primo piano), su appuntamento
    0103356655
    bersani@ge.infn.it