Pla docent de l'assignatura

 

 

Català English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Tècniques Experimentals en la Física de Partícules i l'Astrofísica

Codi de l'assignatura: 568429

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Eugeni Graugés Pous

Departament: Departament de Física Quàntica i Astrofísica

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Teoricopràctica

Presencial

 

20

 

-  Pràctiques d'ordinadors

Presencial

 

15

 

-  Taller experimental

Presencial

 

25

Treball tutelat/dirigit

50

Aprenentatge autònom

40

 

 

Competències que es desenvolupen

 

 

Bàsiques i generals

— Capacitat per treballar en equip.

— Capacitat per identificar, plantejar o solucionar un problema de manera rellevant, interpretant i avaluant amb esperit crític els resultats obtinguts.

— Capacitat per tenir i comprendre coneixements que aportin una base o oportunitat de ser originals en el desenvolupament o aplicació d’idees, sovint en un context de recerca.

— Capacitat per aplicar els coneixements adquirits i per resoldre problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb l’àrea d’estudi.

— Capacitat per integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d’una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l’aplicació d’aquests coneixements i judicis.

— Capacitat per comunicar les conclusions (i els coneixements i raons últimes que les sustenten) a públics especialitzats i no especialitzats d’una manera clara i sense ambigüitats.

— Habilitats d’aprenentatge per continuar estudiant d’una manera que ha de ser en bona mesura autodirigida o autònoma.

— Capacitat per comunicar-se, fer presentacions i redactar articles científics, en el camp del màster en anglès.

— Capacitat per adquirir les metodologies necessàries per desenvolupar tasques de recerca en els àmbits del màster.

 

Específiques

— Capacitat per conèixer i aplicar els mètodes de l’astronomia observacional en terra i des de l’espai (especialitat d’Astrofísica i Ciències de l’Espai).

— Capacitat per identificar les magnituds observables rellevants en un sistema físic determinat.

— Capacitat per contrastar les prediccions dels models teòrics amb les dades experimentals i observacionals.

— Capacitat per a desenvolupar i aplicar noves tecnologies.

— Capacitat per planificar i executar experiments o càlculs utilitzant equipament especialitzat.

— Capacitat per analitzar de forma crítica els resultats de càlculs, experiments o observacions, calculant els possibles errors.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

Assolir els coneixements necessaris per entendre:
— Les consideracions que determinen el disseny d’un experiment modern de física de partícules o astrofísica.
— El paper que hi tenen cadascun dels seus subdetectors.
— Els processos bàsics d’interacció de les partícules i radiació amb la matèria, que determinen principis de funcionament de les diferents tecnologies de detecció.
— Els mecanismes i tècniques d’acceleració de partícules i astropartícules.
— Adquirir pràctica en sistemes de detecció i adquisició de dades.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció

1.1. Objectius del curs

2. Requeriments dels experiments de física de partícules

2.1. El model estàndard de física de partícules

2.2. Col·lisions de partícules

2.3. Detectors: partícules que cal detectar i identificar (leptons, fotons, hadrons, jets)

2.4. Magnituds que cal mesurar

3. Requeriments de les observacions d’astrofísica

3.1. Processos de radiació en astrofísica

3.2. Astropartícules: raigs còsmics, neutrins, vent solar

4. Acceleradors de partícules

4.1. Tipus d’acceleradors

4.2. Tècniques d’acceleració

4.3. Acceleradors de leptons vs. acceleradors d’hadrons

5. Instrumentació astrofísica

5.1. Telescopis òptics i ràdio

5.2. Tècniques interferomètriques 

5.3. Tècniques d’òptica activa i adaptativa 

5.4. Telescopis d’altes energies: raigs X i raigs gamma

6. Interacció de les partícules i radiació amb la matèria

6.1. Ionització i excitació atòmica

6.2. Difusió múltiple a angles petits

6.3. Interaccions dels fotons amb la matèria

6.4. Cascades electromagnètiques

6.5. Cascades hadròniques

6.6. Interaccions de muons d’alta energia

6.7. Radiació de Txerenkov

6.8. Radiació de transició

7. Tècniques de detecció

7.1. Detectors de fotons. PMT, SPMT, CCD

7.2. Centellejadors

7.3. Detectors de radiació de Txerenkov

7.4. Detectors de radiació de transició

7.5. Cambres de fils

7.6. Microdetectors gasosos

7.7. Cambres de plaques resistives

7.8. Cambra de projecció temporal

7.9. Detectors de semiconductors

7.10. Detectors de microones i raigs X

8. Disseny d’experiments d’altes energies

8.1. Condicionants: blanc fix vs. centre de masses, programa de recerca

8.2. Detecció de traces i mesura de moments

8.3. Reconstrucció de vèrtex i mesura de temps de vol

8.4. Calorímetres

8.5. Espectròmetres de muons

8.6. Detectors de Txerenkov i altres mètodes d’identificació de partícules

9. Tècniques d’observació d’astrofísica

9.1. Espectroscòpia echelle, MOS, dispersió creuada,  IFS, VPH, etc

9.2. Aplicació de tècniques interferomètriques 

9.3. Detectors de cascades produïdes per raigs còsmics

10. Processament de dades

10.1. Tècniques de calibratge

10.2. Sistemes de trigger

10.3. Sistemes d’adquisició de dades

10.4. Emmagatzematge i processament fora de línia de les dades

11. Exercicis pràctics

11.1. Anàlisi de dades: estudi del senyal i contribucions del fons en una mostra de dades

11.2. Mesura d’observables

11.3. Posada en marxa d’una observació astronòmica. Cas pràctic a l’OAdM

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Es basa en la mitjana ponderada dels diferents treballs fets amb ordinador (50 %) i el treball tutelat (50 %).

 

Reavaluació

Es fa com en el cas de la reavaluació per a l’avaluació única.

 

Avaluació única

Es basa en la mitjana ponderada dels diferents treballs fets amb ordinador (50 %) i un examen escrit (50 %).

 

Reavaluació 

Es basa en la mitjana ponderada dels diferents treballs fets amb ordinador durant el curs (50 %) i un nou examen escrit (50 %).