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Introduzione ai rivelatori di particelle

Attuali costituenti “elementari”

I quarks non si rivelano liberi ma costituiscono

• le particelle con interazione forte (adroni)

barioni (3 quarks)

• =

p uud

=

n udd

mesoni (quark-antiquark)

• π + = ud

+ =

k us

ad ogni particella è associata la sua

• antiparticella (e etc.)

- +

→e

AA 2011/2012 Carlin- Checchia- Pisent 6

Introduzione ai rivelatori di particelle

Particelle rilevanti per i rivelatori

Particelle stabili o con vita media sufficientemente

• lunga da percorrere distanze macroscopiche

Nota che lo spazio medio percorso prima di

• βγ τ

=

un decadimento è l c

Le particelle a vita media breve sono studiate

• dai loro prodotti di decadimento

Particelle cariche (+ le loro antiparticelle)

• massa (MeV/c ) vita media (s) decadimento

2

p 938 stabile

e 0.511 stabile

- µ ν ν

− −

→ e

105.7 2.2 10

- -6

μ µ

e

π µ ν

→ µ

139.6 2.6 10

- -8 − −

π µ ν

− −

k (60%)

k 493.7 1.2 10

- -8 µ

Particelle neutre (+ le loro antiparticelle)

• massa (MeV/c ) vita media (s) decadimento

2

n 939 886 ν

n pe e

0 stabile

γ stabile

ν ∼0

AA 2011/2012 Carlin- Checchia- Pisent 7

Introduzione ai rivelatori di particelle

Sorgenti di particelle: raggi cosmici

Piccoli flussi

• Non utili per studi sistematici di particelle

• rare

Interessanti per studi cosmologici

• Altissime energie (maggiori di quelle degli

• acceleratori)

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Sorgenti di particelle: acceleratori

Grandi intensità

• Possiblità di ricercare particelle rare

Alte energie

• Attualmente 7 TeV all’LHC (→14 TeV)

Interazioni localizzate nello spazio e nel

• tempo

Ottimizzazione dei rivelatori

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Uso degli acceleratori

Utilizzo

• Piccola parte per ricerca

• Gran parte usi industriali e

• medici

In ogni caso uso di particelle,

• necessità di rivelatori

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Sorgenti di particelle: decadimenti

Rivelatori di radiazioni

• Rivelazione di radioattività ambientale o

– indotta

Uso di radionuclidi in medicina

Problemi diversi

• Energie basse (keV – MeV)

– Spesso interessa la dose integrata, non il

– singolo evento

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Introduzione ai rivelatori di particelle

Apparati agli acceleratori

s

Bersaglio fisso

• Produzione in avanti

• Energia disponibile limitata (√s)

• Alte intensità istantanee (fascio estratto)

Collider

• Massimo sfruttamento dell’energia

• Rivelatori inseriti nell’anello dell’acceleratore

• Necessaria alta “luminosità” nelle zone di

• interazione

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Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Introduzione ai rivelatori di particelle del Prof. Roberto Carlin, all'interno del quale sono affrontati i seguenti argomenti: introduzione alla disciplina; le unità di misura della materia subatomica; le particelle elementari; raggi cosmici e sorgenti di particelle; i rivelatori di particelle e l'acceleratore del CERN di Ginevra; i decadimenti radioattivi; definizione di una sezione d'urto; elementi di cinematica relativistica.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in fisica
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Introduzione ai rivelatori di particelle e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Carlin Roberto.

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