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 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 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.

Gli studenti, alla fine del corso, conosceranno le principali tipologie di acceleratori di particelle e gli usi a cui sono destinati, nonché le componenti con cui sono costituiti. In particolare, sapranno interpretare correttamente i parametri di una macchina acceleratrice e correlarli alle potenzialità della macchina stessa in funzione delle specie che potranno essere accelerate, delle massime energie raggiungibili e degli altri dati che caratterizzeranno i fasci ottenibili

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

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ANDREA BERSANI (Presidente)

STEFANIA FARINON

MATTEO DE GERONE (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Seguire il link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=home&_lang=it

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile all'indirizzo 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.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Lo studente dovrà sostenere un esame orale su tutto il programma del corso: l'esame sarà orale e sarà facoltà dello studente presentare un approfondimento su un argomento concordato col docente, attinente al corso. Esempi non esaustivi di questi argomenti potranno essere acceleratori in funzione o in fase di progetto, macchine per usi specifici (radioterapia, energia, belle arti...) componenti specifici per acceleratori (magneti, cavità risonanti, linee di fascio dedicate...)