Stefania Antonia SPAGNOLO

Stefania Antonia SPAGNOLO

Professore II Fascia (Associato)

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01: FISICA SPERIMENTALE.

Dipartimento di Matematica e Fisica "Ennio De Giorgi"

Ex Collegio Fiorini - Via per Arnesano - LECCE (LE)

Ufficio, Piano terra

Telefono +39 0832 29 7439

Fisica Sperimentale delle Interazioni Fondamentali (02/A1) Settore Scientifico Disciplinare FIS04 (Fisica Nucleare e Sub.Nucleare)

Area di competenza:

Esperimenti: ATLAS  a LHC e OPAL a LEP (CERN), PADME a BTF e KLOE a DAPHNE (LNF).

Ricerca di nuova fisica esotica in pp a 13-14 TeV, produzione associata di b-jets e W/Z in pp a 7 TeV;  Produzione di coppie di fermioni e accoppiamenti di gauge anomali in e+e- a 200 GeV; sezione d'urto adronica in e+e-  a E<1GeV per  contributo adronico a g-2 del muone.  

Rivelatori per la fisica delle alte energie: Pixel (ATLAS Upgrade per HL-LHC) RPC e Spettrometro a Muoni (ATLAS) Rivelatori a diamante (PADME e  DIAPIX  [R&D]), rivelatori di tracciamento a drift in miscele leggere (KLOE

Orario di ricevimento

Giovedi 15-17; Venerdì 10-13

Recapiti aggiuntivi

Ufficio 225,  primo piano tel +39 0832 297439

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Curriculum Vitae

Since October 29th 2015: professore associato, FIS01, at Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi”, Università del Salento and INFN Lecce.

July 2011-July 2015: Lecce representative in Commissione Scientiifca Nazionale 1 of INFN.

October 2009-November 2012: responsible for the ATLAS Muon Spectrometer offline software.

Since April 2001,  researcher at Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi”, Università del Salento and INFN Lecce.

Postdoc: April 1998- March 2001: Research Associate at Particle Physics Department of Rutherford Appleton Laboratory, UK- OPAL experiment, CERN;

PhD:  Oct. 1994 - Jun. 1998,  Lecce; KLOE experiment, LNF. 

Physics Degree:  Dec. 1993 Lecce.  

Scarica curriculum vitae

Didattica

A.A. 2022/2023

FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI

Corso di laurea FISICA

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 52.0

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

A.A. 2021/2022

FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI

Corso di laurea FISICA

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 52.0

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

A.A. 2020/2021

FISICA GENERALE II (MODULO A)

Corso di laurea MATEMATICA

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 42.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso PERCORSO COMUNE

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI

A.A. 2019/2020

FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI

Sede Lecce

A.A. 2018/2019

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI MATEMATICA E FISICA "ENNIO DE GIORGI"

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI

Sede Lecce

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FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 19/09/2022 al 16/12/2022)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Dimestichezza con le leggi generali della meccanica

Fenomeni elettrici e magnetici nel vuoto; cenni a campi nella materia; cenni a onde elettromagnetiche

Introduzione all'elettromagnetismo; comprensione degli aspetti fondanti della teoria che descrive elettricità e magnetismo e delle relazioni che legano questi fenomeni; abilità nella risoluzione di problemi su campi di forze determinati da distribuzioni di cariche e di correnti.  

Lo studente sarà indirizzato a sviluppare la capacità di formalizzare problemi sia di carattere teorico e generale che di carattere applicativo e pratico. 

Lezioni teoriche ed esercitazioni

 scritto + orale (opzionale)

Link a diario delle lezioni

Campi scalari e campi vettoriali.

Gradiente di un campo scalare e campi vettoriali conservativi.

Divergenza e rotore di un campo vettoriale.

Campi irrotazionali e campi solenoidali.

Prime evidenze dei fenomeni elettrici e delle proprieta’ di materiali isolanti e conduttori.

Legge di Coulomb (forza tra due cariche puntiformi) e principio di sovrapposizione.

Densita’ volumetrica, superficiale e lineare di carica.

Definizione di campo elettrico.

Espressione del campo elettrico prodotto da una distribuzione volumetrica (o in generale estesa) di carica.

Energia potenziale di una carica in un campo elettrostatico Coulombiano.

Potenziale elettrostatico Coulombiano e potenziale elettrostatico per una distribuzione generica di cariche.

Energia elettrostatica di un sistema discreto e continuo di cariche.

Potenziale elettrostatico e campo generati da un dipolo elettrico.

Forza, energia potenziale e momento su un dipolo immerso in un campo elettrico esterno. Configurazioni di equilibrio, moto di rotazione oscillatoria attorno alla posizione di equilibrio stabile.

Sistema discreto di cariche puntiformi: sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico in punti distanti dalle cariche sorgente.

Misura della carica elettrica elementare (esperimento di Millikan 1910)

Legge di Gauss in forma locale e differenziale. Dimostrazione e metodo di utilizzo della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico e potenziale in configurazioni di sorgente simmetriche.

Esperimento di Rutherford. Teorema di Coulomb. Equazioni di Poisson e Laplace. Proprietà delle funzioni armoniche, soluzioni dell’equazione di Laplace.

Espressione dell’energia elettrostatica di un sistema in funzione del campo elettrico.

Conduttori all’equilibrio elettrostatico, proprietà generali. Unicità della soluzione del problema generale dell’elettrostatica (con condizioni allaDirichlet, Neumann o miste).

Metodo delle cariche immagine.

Sistema di conduttori, relazioni tra cariche e potenziali; coefficienti di potenziale e di capacità.

Capacità di un sistema di due conduttori; energia immagazzinata nel capacitore.

Condensatori collegati in serie e parallelo.

Corrente elettrica e densità di corrente.

Modello di Drude della conduzione elettrica. Equazione di continuità della carica. Legge di Ohm. Potenza erogata e dissipata in un circuito percorso da corrente.

Esempi di circuiti con generatori di d.d.p. costante; carica e scarica di un condensatore (e bilancio energetico); resistori in serie e parallelo;

Introduzione alle trasformazioni di Lorentz.

Campo elettrico e magnetico prodotti da una carica in movimento.

Forza di Lorentz, Moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme.

Forza su una carica in moto con velocita’ v in prossimita’ di un filo percorso da corrente come effetto del campo elettrico (non conservativo) prodotto dai portatori di carica in moto del filo conduttore.

Introduzione al campo magnetico: osservazioni sperimentali. Seconda legge di Laplace, B solenoidale.

Prima legge di Laplace, Legge di Ampere in forma locale e integrale. Potenziale vettore, invarianza di gauge ed equazioni per il potenziale vettore (in magnetostatica) nella gauge di Coulomb (divA=0).

Applicazione della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico prodotto da distribuzioni simmetriche di correnti.

Eguaglianza dei coefficienti di mutua induzione tra due circuiti.

Induzione elettromagnetica. 

Legge di Faraday Neuman in forma differenziale e integrale. 

Autoinduzione; circuiti RL. 

Corrente di spostamento; Legge di Ampere-Maxwell. 

Energia immagazzianta in un campo magnetico. Densità di energia di un campo magnetico.  

Campi Elettrici nella Materia. I dielettrici. Costante dielettrica relativa, il campo D. Condensatori con dielettrico.

Le Equazioni di Maxwell. 

Soluzione di onda piana delle equazioni di Maxwell.

Si veda anche  il Diario delle lezioni nella sezione "Altre informazioni utili"

testi suggeriti: 

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci “Fisica, volume II” EdiSES

La Fisica di Berkeley, Vol. II: Elettricità e magnetismo”, di Edward Mills Purcell

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella “Fisica Generale, elettromagnetismo, relatività, ottica”, Zanichelli Editore

FISICA GENERALE II (FIS/01)
METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI

Corso di laurea FISICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 52.0

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 19/09/2022 al 16/12/2022)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

l corso richiede conoscenze di base di informatica e di programmazione in C o altro linguaggio strutturato. Richiede inoltre conoscenze di base di teoria degli errori e di calcolo delle probabilità.

Scopo del corso è approfondire le conoscenze di statistica e analisi dati mediante simulazioni al calcolatore. Introdurre i principali algoritmi di calcolo numerico mirati a risolvere problemi fisici. Il corso ha come obiettivi la comprensione del metodo scientifico e delle modalità della ricerca in Fisica e lo sviluppo di capacità di utilizzare strumenti di calcolo e tecnologie informatiche.

Durante il corso lo studente apprende come confrontarsi con problemi fisici in maniera critica apprendendo la rilevanza della simulazione  e dell’analisi dati nel processo di validazione dei modelli interpretativi. Nel corso delle lezioni vengono riesaminate situazioni sperimentali già incontrate dagli studenti approfondendone l’analisi dati e confrontandola con la simulazione numerica delle stesse.  Lo studente apprende come usare la simulazione Monte Carlo e alcuni algoritmi numerici. Approfondisce le conoscenza di analisi dati e di trattazione statistica degli stessi. Inizia ad usare strumenti di calcolo evoluti tipicamente utilizzati nella ricerca in Fisica.

Le lezioni sono svolte in aula con l’ausilio di un proiettore. Le esercitazioni sono svolte in aula utilizzando portatili di proprietà degli stessi studenti sui quali, in maniera guidata, gli studenti installano tutto il software necessario.

Per la valutazione, ad ogni studente viene assegnato uno specifico problema con il quale deve confrontarsi autonomamente avendo a disposizione 15 giorni di tempo. Alla fine del periodo presenta pubblicamente ai docenti e ai colleghi del corso i risultati che ha ottenuto e il metodo utilizzato.  

Link a diario delle lezioni con raccolta di slide ed esercizi 

Metodi Monte Carlo. generalità sui numeri casuali e la loro produzione con un calcolatore, estrazione di numeri casuali secondo distribuzioni note, utilizzo di tecniche Monte Carlo per l'integrazione. Esempi di simulazione di processi discreti. 

Soluzione numerica di equazioni differenziali. Metodo di Eulero. I metodi di Runge-Kutta. Ordine degli algoritmi e loro errore. Accenni ad algoritmi indiretti e a più passi. Introduzione alla soluzione di equazioni alle derivate parziali.

Le variabili aleatorie. Momenti di una distribuzione di probabilità. Alcune distribuzioni di probabilità utili: distribuzione uniforme, esponenziale, binomiale, di Poisson e di Gauss. Variabile aleatoria funzione di un'altra variabile aleatoria. Valore di aspettazione e varianza nel caso di funzioni di variabile aleatoria (caso lineare e caso non lineare).  Distribuzioni di probabilità di più variabili aleatorie. Distribuzioni marginali. Probabilità condizionata. Variabili correlate e non. Covarianza e coefficiente di correlazione. Funzioni di più varibili aleatorie. Propagazione degli errori statistici. Varianza e valore di aspettazione del caso di funzioni di più variabili apeatorie. 

Intervalli di Confidenza. Definizione classica. Costruzione di una banda di confidenza secondo Neyman. Limiti superiori e inferiori. Il dilemma tra limite e scoperta. Intervalli di confidenza e limiti approccio di Fedman e Cousins. Approccio Bayessiano alla definizione di intervallo di confidenza.

Alla fine del corso verrà affrontato un argomento tra: analisi multivariata, reti neurali o alberi decisionali. 

Tutto il materiale didattico e i contenuti delle singole lezioni saranno resi disponibili via web sul sito del docente

METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI (FIS/01)
FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA BIOMEDICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 20/09/2021 al 17/12/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Dimestichezza con le leggi generali della meccanica

Fenomeni elettrici e magnetici nel vuoto; cenni a campi nella materia; cenni a onde elettromagnetiche

Introduzione all'elettromagnetismo; comprensione degli aspetti fondanti della teoria che descrive elettricità e magnetismo e delle relazioni che legano questi fenomeni; abilità nella risoluzione di problemi su campi di forze determinati da distribuzioni di cariche e di correnti.  

Lo studente sarà indirizzato a sviluppare la capacità di formalizzare problemi sia di carattere teorico e generale che di carattere applicativo e pratico. 

Lezioni teoriche ed esercitazioni

 scritto + orale (opzionale)

Campi scalari e campi vettoriali.

Gradiente di un campo scalare e campi vettoriali conservativi.

Divergenza e rotore di un campo vettoriale.

Campi irrotazionali e campi solenoidali.

Prime evidenze dei fenomeni elettrici e delle proprieta’ di materiali isolanti e conduttori.

Legge di Coulomb (forza tra due cariche puntiformi) e principio di sovrapposizione.

Densita’ volumetrica, superficiale e lineare di carica.

Definizione di campo elettrico.

Espressione del campo elettrico prodotto da una distribuzione volumetrica (o in generale estesa) di carica.

Energia potenziale di una carica in un campo elettrostatico Coulombiano.

Potenziale elettrostatico Coulombiano e potenziale elettrostatico per una distribuzione generica di cariche.

Energia elettrostatica di un sistema discreto e continuo di cariche.

Potenziale elettrostatico e campo generati da un dipolo elettrico.

Forza, energia potenziale e momento su un dipolo immerso in un campo elettrico esterno. Configurazioni di equilibrio, moto di rotazione oscillatoria attorno alla posizione di equilibrio stabile.

Sistema discreto di cariche puntiformi: sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico in punti distanti dalle cariche sorgente.

Misura della carica elettrica elementare (esperimento di Millikan 1910)

Legge di Gauss in forma locale e differenziale. Dimostrazione e metodo di utilizzo della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico e potenziale in configurazioni di sorgente simmetriche.

Esperimento di Rutherford. Teorema di Coulomb. Equazioni di Poisson e Laplace. Proprietà delle funzioni armoniche, soluzioni dell’equazione di Laplace.

Espressione dell’energia elettrostatica di un sistema in funzione del campo elettrico.

Conduttori all’equilibrio elettrostatico, proprietà generali. Unicità della soluzione del problema generale dell’elettrostatica (con condizioni allaDirichlet, Neumann o miste).

Metodo delle cariche immagine.

Sistema di conduttori, relazioni tra cariche e potenziali; coefficienti di potenziale e di capacità.

Capacità di un sistema di due conduttori; energia immagazzinata nel capacitore.

Condensatori collegati in serie e parallelo.

Corrente elettrica e densità di corrente.

Modello di Drude della conduzione elettrica. Equazione di continuità della carica. Legge di Ohm. Potenza erogata e dissipata in un circuito percorso da corrente.

Esempi di circuiti con generatori di d.d.p. costante; carica e scarica di un condensatore (e bilancio energetico); resistori in serie e parallelo;

Introduzione alle trasformazioni di Lorentz.

Campo elettrico e magnetico prodotti da una carica in movimento.

Forza di Lorentz, Moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme.

Forza su una carica in moto con velocita’ v in prossimita’ di un filo percorso da corrente come effetto del campo elettrico (non conservativo) prodotto dai portatori di carica in moto del filo conduttore.

Introduzione al campo magnetico: osservazioni sperimentali. Seconda legge di Laplace, B solenoidale.

Prima legge di Laplace, Legge di Ampere in forma locale e integrale. Potenziale vettore, invarianza di gauge ed equazioni per il potenziale vettore (in magnetostatica) nella gauge di Coulomb (divA=0).

Applicazione della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico prodotto da distribuzioni simmetriche di correnti.

Eguaglianza dei coefficienti di mutua induzione tra due circuiti.

Induzione elettromagnetica. 

Legge di Faraday Neuman in forma differenziale e integrale. 

Autoinduzione; circuiti RL. 

Corrente di spostamento; Legge di Ampere-Maxwell. 

Energia immagazzianta in un campo magnetico. Densità di energia di un campo magnetico.  

Campi Elettrici nella Materia. I dielettrici. Costante dielettrica relativa, il campo D. Condensatori con dielettrico.

Le Equazioni di Maxwell. 

Soluzione di onda piana delle equazioni di Maxwell.

Si veda anche  il Diario delle lezioni nella sezione "Altre informazioni utili"

testi suggeriti: 

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci “Fisica, volume II” EdiSES

La Fisica di Berkeley, Vol. II: Elettricità e magnetismo”, di Edward Mills Purcell

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella “Fisica Generale, elettromagnetismo, relatività, ottica”, Zanichelli Editore

FISICA GENERALE II (FIS/01)
METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI

Corso di laurea FISICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 52.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 20/09/2021 al 17/12/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

l corso richiede conoscenze di base di informatica e di programmazione in C o altro linguaggio strutturato. Richiede inoltre conoscenze di base di teoria degli errori e di calcolo delle probabilità.

Scopo del corso è approfondire le conoscenze di statistica e analisi dati mediante simulazioni al calcolatore. Introdurre i principali algoritmi di calcolo numerico mirati a risolvere problemi fisici. Il corso ha come obiettivi la comprensione del metodo scientifico e delle modalità della ricerca in Fisica e lo sviluppo di capacità di utilizzare strumenti di calcolo e tecnologie informatiche.

Durante il corso lo studente apprende come confrontarsi con problemi fisici in maniera critica apprendendo la rilevanza della simulazione  e dell’analisi dati nel processo di validazione dei modelli interpretativi. Nel corso delle lezioni vengono riesaminate situazioni sperimentali già incontrate dagli studenti approfondendone l’analisi dati e confrontandola con la simulazione numerica delle stesse.  Lo studente apprende come usare la simulazione Monte Carlo e alcuni algoritmi numerici. Approfondisce le conoscenza di analisi dati e di trattazione statistica degli stessi. Inizia ad usare strumenti di calcolo evoluti tipicamente utilizzati nella ricerca in Fisica.

Le lezioni sono svolte in aula con l’ausilio di un proiettore. Le esercitazioni sono svolte in aula utilizzando portatili di proprietà degli stessi studenti sui quali, in maniera guidata, gli studenti installano tutto il software necessario.

Per la valutazione, ad ogni studente viene assegnato uno specifico problema con il quale deve confrontarsi autonomamente avendo a disposizione 15 giorni di tempo. Alla fine del periodo presenta pubblicamente ai docenti e ai colleghi del corso i risultati che ha ottenuto e il metodo utilizzato.  

Metodi Monte Carlo. generalità sui numeri casuali e la loro produzione con un calcolatore, estrazione di numeri casuali secondo distribuzioni note, utilizzo di tecniche Monte Carlo per l'integrazione. Esempi di simulazione di processi discreti. 

Soluzione numerica di equazioni differenziali. Metodo di Eulero. I metodi di Runge-Kutta. Ordine degli algoritmi e loro errore. Accenni ad algoritmi indiretti e a più passi. Introduzione alla soluzione di equazioni alle derivate parziali.

Le variabili aleatorie. Momenti di una distribuzione di probabilità. Alcune distribuzioni di probabilità utili: distribuzione uniforme, esponenziale, binomiale, di Poisson e di Gauss. Variabile aleatoria funzione di un'altra variabile aleatoria. Valore di aspettazione e varianza nel caso di funzioni di variabile aleatoria (caso lineare e caso non lineare).  Distribuzioni di probabilità di più variabili aleatorie. Distribuzioni marginali. Probabilità condizionata. Variabili correlate e non. Covarianza e coefficiente di correlazione. Funzioni di più varibili aleatorie. Propagazione degli errori statistici. Varianza e valore di aspettazione del caso di funzioni di più variabili apeatorie. 

Intervalli di Confidenza. Definizione classica. Costruzione di una banda di confidenza secondo Neyman. Limiti superiori e inferiori. Il dilemma tra limite e scoperta. Intervalli di confidenza e limiti approccio di Fedman e Cousins. Approccio Bayessiano alla definizione di intervallo di confidenza.

Alla fine del corso verrà affrontato un argomento tra: analisi multivariata, reti neurali o alberi decisionali. 

Tutto il materiale didattico e i contenuti delle singole lezioni saranno resi disponibili via web sul sito del docente

METODI STATISTICI E COMPUTAZIONALI (FIS/01)
FISICA GENERALE II (MODULO A)

Corso di laurea MATEMATICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 42.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 3

Semestre Primo Semestre (dal 21/09/2020 al 18/12/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Dimestichezza con le leggi generali della meccanica

Fenomeni elettrici e magnetici stazionari nel vuoto.  

Introduzione all'elettromagnetismo; comprensione degli aspetti fondanti della teoria che descrive elettricità e magnetismo e delle relazioni che legano questi fenomeni; abilità nella risoluzione di problemi su campi di forze determinati da distribuzioni di cariche e di correnti.  

Lo studente sarà indirizzato a sviluppare la capacità di formalizzare problemi sia di carattere teorico e generale che di carattere applicativo e pratico. 

Lezioni teoriche ed esercitazioni

scritto ed eventuale orale; oppure orale con svolgimento di esercizi; sono previste  prove intermedie.  Tutti i compiti (alcuni con soluzioni) sono reperibili all'indirizzo http://www.dmf.unisalento.it/~spagnolo/materialeFisII_CdS_Mat/

Scheda e Diario delle lezioni aa 2018-2019 

Campi scalari e campi vettoriali.

Rappresentazione di un campo scalare, superfici di livello.

Gradiente di un campo scalare; interpretazione geometrica. Teorema del gradiente.

Gradiente di un campo scalare e campi vettoriali conservativi.

Rappresentazioni di campi vettoriali; linee di campo.

Flusso di un campo vettoriale attraverso una superficie generica.

Divergenza e rotore di un campo vettoriale.

Teorema della divergenza e teorema di Stokes.

Campi irrotazionali e campi solenoidali.

Prime evidenze dei fenomeni elettrici e delle proprieta’ di materiali isolanti e conduttori.

Legge di Coulomb (forza tra due cariche puntiformi) e principio di sovrapposizione.

Densita’ volumetrica, superficiale e lineare di carica.

Definizione di campo elettrico.

Espressione del campo elettrico prodotto da una distribuzione volumetrica (o in generale estesa) di carica.

Energia potenziale di una carica in un campo elettrostatico Coulombiano.

Potenziale elettrostatico Coulombiano e potenziale elettrostatico per una distribuzione generica di cariche.

Energia elettrostatica di un sistema discreto e continuo di cariche.

Potenziale elettrostatico e campo generati da un dipolo elettrico.

Forza, energia potenziale e momento su un dipolo immerso in un campo elettrico esterno. Configurazioni di equilibrio, moto di rotazione oscillatoria attorno alla posizione di equilibrio stabile.

Sistema discreto di cariche puntiformi: sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico in punti distanti dalle cariche sorgente.

Misura della carica elettrica elementare (esperimento di Millikan 1910)

Legge di Gauss in forma locale e differenziale. Dimostrazione e metodo di utilizzo della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico e potenziale in configurazioni di sorgente simmetriche.

Esperimento di Rutherford. Teorema di Coulomb. Equazioni di Poisson e Laplace. Proprietà delle funzioni armoniche, soluzioni dell’equazione di Laplace.

Espressione dell’energia elettrostatica di un sistema in funzione del campo elettrico.

Conduttori all’equilibrio elettrostatico, proprietà generali. Unicità della soluzione del problema generale dell’elettrostatica (con condizioni allaDirichlet, Neumann o miste).

Metodo delle cariche imagine.

Sistema di conduttori, relazioni tra cariche e potenziali; coefficienti di potenziale e di capacità.

Capacità di un sistema di due conduttori; energia immagazzinata nel capacitore.

Condensatori collegati in serie e parallelo.

Corrente elettrica e densità di corrente.

Modello di Drude della conduzione elettrica. Equazione di continuità della carica. Legge di Ohm. Potenza erogata e dissipata in un circuito percorso da corrente.

Esempi di circuiti con generatori di d.d.p. costante; carica e scarica di un condensatore (e bilancio energetico); resistori in serie e parallelo;

Introduzione alle trasformazioni di Lorentz.

Campo elettrico e magnetico prodotti da una carica in movimento.

Forza di Lorentz, Moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme.

Forza su una carica in moto con velocita’ v in prossimita’ di un filo percorso da corrente come effetto del campo elettrico (non conservativo) prodotto dai portatori di carica in moto del filo conduttore.

Introduzione al campo magnetico: osservazioni sperimentali. Seconda legge di Laplace, B solenoidale.

Prima legge di Laplace, Legge di Ampere in forma locale e integrale. Potenziale vettore, invarianza di gauge ed equazioni per il potenziale vettore (in magnetostatica) nella gauge di Coulomb (divA=0).

Applicazione della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico prodotto da distribuzioni simmetriche di correnti.

Eguaglianza dei coefficienti di mutua induzione tra due circuiti.

 

Si vedano anche la Scheda dell'insegnamento e il Diario delle lezioni nella sezione "Altre informazioni utili"

testi suggeriti: 

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci “Fisica, volume II” EdiSES

La Fisica di Berkeley, Vol. II: Elettricità e magnetismo”, di Edward Mills Purcell

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella “Fisica Generale, elettromagnetismo, relatività, ottica”, Zanichelli Editore

FISICA GENERALE II (MODULO A) (FIS/01)
LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/04

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 08/03/2021 al 11/06/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI (A64)

Formazione di base acquisita nella laurea triennale in Fisica. Metodi statistici elementari per l’elaborazione dei dati.  I fondamenti della cinematica relativistica, i concetti di vita media, sezione d’urto, libero cammino medio saranno brevemente reintrodotti.  

Interazione radiazione - materia; principi generali di funzionamento dei rivelatori di particelle: a gas, calorimetri, rivelatori a stato solido. 

Misura della vita media del muone in laboratorio ed eventuali esperienze di caratterizzazione di rivelatori. 

Il corso specializza gli obiettivi formativi generali della laurea magistrale in Fisica alle tematiche culturali della Fisica Sperimentale delle Interazioni Fondamentali.

Il corso, in particolare, intende far acquisire allo studente familiarità con le metodologie e la strumentazione più tipicamente utilizzate nella fisica sperimentale nucleare e sub-nucleare.

Con tali strumenti culturali si affrontano, in una specifica misura svolta in laboratorio, le problematiche generali legate alla sperimentazione nell’ambito della fisica sub-nucleare. La misura classica proposta, come palestra per il conseguimento di tali obiettivi, è la misura della vita media del muone. Gli aspetti sperimentali con cui gli studenti vengono a contatto diretto sono: implementazione del metodo di misura attraverso l’utilizzo di strumentazione NIM per la gestione di logica elettronica; utilizzo di strumentazione CAMAC per l’acquisizione dei dati; procedure di calibrazione della strumentazione; scelta del punto di lavoro ottimale per i rivelatori utilizzati; analisi dei dati.

Lezioni teoriche e sessioni in laboratorio. 

Presentazione di una relazione su ciascuna misura svolta il laboratorio; discussione degli elaborati e domande teoriche in un esame orale 

Diario delle lezioni (esempio dall'a.a. 2019/2020)

Potranno essere coinvolti nello svolgimento delle lezioni e/o delle attività in laboratorio altri docenti o ricercatori INFN a seconda della disponibilità o dell’interesse, anche da parte degli studenti, a sviluppare qualche tema specifico o a illustrare setup sperimentali in utilizzo nel laboratori di ricerca INFN a scopo dimostrativo.

 

Macro di analisi dati basate sulla piattaforma di analisi statistica dei dati ROOT, http://root.cern.ch/drupal/, ampiamente utilizzata nella ricerca in fisica delle alte energie, sono fornite come esempio e punto di partenza per ulteriori sviluppi da parte degli studenti. Link a dati (esempio aa.2016-17) e risorse

 

I dati acquisiti in laboratorio nell'a.a. 2018-2019 e altre informazioni e materiale relativi a questo corso sono raccolti qui

Interazioni radiazione-materia:

perdita di energia media di particelle cariche nella materia, radiazione Cherenkov, scattering multiplo e fluttuazioni della perdita di energia, interazioni di fotoni con la materia, sciami elettromagnetici, interazioni di neutroni con la materia.

Caratteristiche generali dei rivelatori di particelle: sensitività, risoluzione, efficienza, tempo morto.

Caratteristiche generali dei Rivelatori a Ionizzazione: ionizzazione e trasporto nei gas, moltiplicazione a valanga, il contatore a gas proporzionale; generalità su MWPC e rivelatori a drift, come rivelatori di tracciamento.

Scintillatori e dispositivi fotomoltiplicatori: luce di scintillazione e materiali scintillanti; conversione del segnale luminoso in segnale elettrico e amplificazione nei fotomoltiplicatori. Cenni ad altri dispositivi fotosensibili.

Caratteristiche generali di rivelatori di posizione a semiconduttore: la giunzione pn polarizzata inversamente come rivelatore di radiazione; rivelatori a strip e pixel. Cenni a rivelatori a diamante. 

Misura della vita media del muone. 

Caratterizzazione di un fotomoltiplicatore. 

Caratterizzazione di un rivelatore a diamente. 

Testi suggeriti: 

W.R. Leo,  “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer-Verlag;

C. Grupen, B. Shwartz, “Particle Detectors”, Cambridge University Press;

R.C. Fernow, “Introduction to Experimental Particle Physics”, Cambridge University Press.

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (FIS/04)
FISICA GENERALE II

Corso di laurea INGEGNERIA CIVILE

Settore Scientifico Disciplinare FIS/01

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2020 al 05/06/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Dimestichezza con le leggi generali della meccanica

Fenomeni elettrici e magnetici nel vuoto; cenni a campi nella materia; cenni a onde elettromagnetiche

Introduzione all'elettromagnetismo; comprensione degli aspetti fondanti della teoria che descrive elettricità e magnetismo e delle relazioni che legano questi fenomeni; abilità nella risoluzione di problemi su campi di forze determinati da distribuzioni di cariche e di correnti.  

Lo studente sarà indirizzato a sviluppare la capacità di formalizzare problemi sia di carattere teorico e generale che di carattere applicativo e pratico. 

Lezioni teoriche ed esercitazioni

 scritto + orale (opzionale)

 Diario delle lezioni aa 2019-2020 

Campi scalari e campi vettoriali.

Gradiente di un campo scalare e campi vettoriali conservativi.

Divergenza e rotore di un campo vettoriale.

Campi irrotazionali e campi solenoidali.

Prime evidenze dei fenomeni elettrici e delle proprieta’ di materiali isolanti e conduttori.

Legge di Coulomb (forza tra due cariche puntiformi) e principio di sovrapposizione.

Densita’ volumetrica, superficiale e lineare di carica.

Definizione di campo elettrico.

Espressione del campo elettrico prodotto da una distribuzione volumetrica (o in generale estesa) di carica.

Energia potenziale di una carica in un campo elettrostatico Coulombiano.

Potenziale elettrostatico Coulombiano e potenziale elettrostatico per una distribuzione generica di cariche.

Energia elettrostatica di un sistema discreto e continuo di cariche.

Potenziale elettrostatico e campo generati da un dipolo elettrico.

Forza, energia potenziale e momento su un dipolo immerso in un campo elettrico esterno. Configurazioni di equilibrio, moto di rotazione oscillatoria attorno alla posizione di equilibrio stabile.

Sistema discreto di cariche puntiformi: sviluppo in serie di multipoli del potenziale elettrostatico in punti distanti dalle cariche sorgente.

Misura della carica elettrica elementare (esperimento di Millikan 1910)

Legge di Gauss in forma locale e differenziale. Dimostrazione e metodo di utilizzo della legge di Gauss per il calcolo del campo elettrico e potenziale in configurazioni di sorgente simmetriche.

Esperimento di Rutherford. Teorema di Coulomb. Equazioni di Poisson e Laplace. Proprietà delle funzioni armoniche, soluzioni dell’equazione di Laplace.

Espressione dell’energia elettrostatica di un sistema in funzione del campo elettrico.

Conduttori all’equilibrio elettrostatico, proprietà generali. Unicità della soluzione del problema generale dell’elettrostatica (con condizioni allaDirichlet, Neumann o miste).

Metodo delle cariche immagine.

Sistema di conduttori, relazioni tra cariche e potenziali; coefficienti di potenziale e di capacità.

Capacità di un sistema di due conduttori; energia immagazzinata nel capacitore.

Condensatori collegati in serie e parallelo.

Corrente elettrica e densità di corrente.

Modello di Drude della conduzione elettrica. Equazione di continuità della carica. Legge di Ohm. Potenza erogata e dissipata in un circuito percorso da corrente.

Esempi di circuiti con generatori di d.d.p. costante; carica e scarica di un condensatore (e bilancio energetico); resistori in serie e parallelo;

Introduzione alle trasformazioni di Lorentz.

Campo elettrico e magnetico prodotti da una carica in movimento.

Forza di Lorentz, Moto di una carica elettrica in un campo magnetico uniforme.

Forza su una carica in moto con velocita’ v in prossimita’ di un filo percorso da corrente come effetto del campo elettrico (non conservativo) prodotto dai portatori di carica in moto del filo conduttore.

Introduzione al campo magnetico: osservazioni sperimentali. Seconda legge di Laplace, B solenoidale.

Prima legge di Laplace, Legge di Ampere in forma locale e integrale. Potenziale vettore, invarianza di gauge ed equazioni per il potenziale vettore (in magnetostatica) nella gauge di Coulomb (divA=0).

Applicazione della legge di Ampere al calcolo del campo magnetico prodotto da distribuzioni simmetriche di correnti.

Eguaglianza dei coefficienti di mutua induzione tra due circuiti.

Induzione elettromagnetica. 

Legge di Faraday Neuman in forma differenziale e integrale. 

Autoinduzione; circuiti RL. 

Corrente di spostamento; Legge di Ampere-Maxwell. 

Energia immagazzianta in un campo magnetico. Densità di energia di un campo magnetico.  

Campi Elettrici nella Materia. I dielettrici. Costante dielettrica relativa, il campo D. Condensatori con dielettrico.

Le Equazioni di Maxwell. 

Soluzione di onda piana delle equazioni di Maxwell.

Si veda anche  il Diario delle lezioni nella sezione "Altre informazioni utili"

testi suggeriti: 

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci “Fisica, volume II” EdiSES

La Fisica di Berkeley, Vol. II: Elettricità e magnetismo”, di Edward Mills Purcell

E. Amaldi, R. Bizzarri, G. Pizzella “Fisica Generale, elettromagnetismo, relatività, ottica”, Zanichelli Editore

FISICA GENERALE II (FIS/01)
LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/04

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2020 al 05/06/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI (A64)

Sede Lecce

Formazione di base acquisita nella laurea triennale in Fisica. Metodi statistici elementari per l’elaborazione dei dati.  I fondamenti della cinematica relativistica, i concetti di vita media, sezione d’urto, libero cammino medio saranno brevemente reintrodotti.  

Interazione radiazione - materia; principi generali di funzionamento dei rivelatori di particelle: a gas, calorimetri, rivelatori a stato solido. 

Misura della vita media del muone in laboratorio ed eventuali esperienze di caratterizzazione di rivelatori. 

Il corso specializza gli obiettivi formativi generali della laurea magistrale in Fisica alle tematiche culturali della Fisica Sperimentale delle Interazioni Fondamentali.

Il corso, in particolare, intende far acquisire allo studente familiarità con le metodologie e la strumentazione più tipicamente utilizzate nella fisica sperimentale nucleare e sub-nucleare.

Con tali strumenti culturali si affrontano, in una specifica misura svolta in laboratorio, le problematiche generali legate alla sperimentazione nell’ambito della fisica sub-nucleare. La misura classica proposta, come palestra per il conseguimento di tali obiettivi, è la misura della vita media del muone. Gli aspetti sperimentali con cui gli studenti vengono a contatto diretto sono: implementazione del metodo di misura attraverso l’utilizzo di strumentazione NIM per la gestione di logica elettronica; utilizzo di strumentazione CAMAC per l’acquisizione dei dati; procedure di calibrazione della strumentazione; scelta del punto di lavoro ottimale per i rivelatori utilizzati; analisi dei dati.

Lezioni teoriche e sessioni in laboratorio. 

Presentazione di una relazione su ciascuna misura svolta il laboratorio; discussione degli elaborati e domande teoriche in un esame orale 

Diario delle lezioni 

Potranno essere coinvolti nello svolgimento delle lezioni e/o delle attività in laboratorio altri docenti o ricercatori INFN a seconda della disponibilità o dell’interesse, anche da parte degli studenti, a sviluppare qualche tema specifico o a illustrare setup sperimentali in utilizzo nel laboratori di ricerca INFN a scopo dimostrativo.

 

Macro di analisi dati basate sulla piattaforma di analisi statistica dei dati ROOT, http://root.cern.ch/drupal/, ampiamente utilizzata nella ricerca in fisica delle alte energie, sono fornite come esempio e punto di partenza per ulteriori sviluppi da parte degli studenti. Link a dati (esempio aa.2016-17) e risorse

 

I dati acquisiti in laboratorio nell'a.a. 2018-2019 e altre informazioni e materiale relativi a questo corso sono raccolti qui

Interazioni radiazione-materia:

perdita di energia media di particelle cariche nella materia, radiazione Cherenkov, scattering multiplo e fluttuazioni della perdita di energia, interazioni di fotoni con la materia, sciami elettromagnetici, interazioni di neutroni con la materia.

Caratteristiche generali dei rivelatori di particelle: sensitività, risoluzione, efficienza, tempo morto.

Caratteristiche generali dei Rivelatori a Ionizzazione: ionizzazione e trasporto nei gas, moltiplicazione a valanga, il contatore a gas proporzionale; generalità su MWPC e rivelatori a drift, come rivelatori di tracciamento.

Scintillatori e dispositivi fotomoltiplicatori: luce di scintillazione e materiali scintillanti; conversione del segnale luminoso in segnale elettrico e amplificazione nei fotomoltiplicatori. Cenni ad altri dispositivi fotosensibili.

Caratteristiche generali di rivelatori di posizione a semiconduttore: la giunzione pn polarizzata inversamente come rivelatore di radiazione; rivelatori a strip e pixel. Cenni a rivelatori a diamante. 

Misura della vita media del muone. 

Caratterizzazione di un fotomoltiplicatore. 

Caratterizzazione di un rivelatore a diamente. 

Testi suggeriti: 

W.R. Leo,  “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer-Verlag;

C. Grupen, B. Shwartz, “Particle Detectors”, Cambridge University Press;

R.C. Fernow, “Introduction to Experimental Particle Physics”, Cambridge University Press.

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (FIS/04)
LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE

Corso di laurea FISICA

Settore Scientifico Disciplinare FIS/04

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 7.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 64.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 11/03/2019 al 14/06/2019)

Lingua ITALIANO

Percorso FISICA SPERIMENTALE DELLE INTERAZIONI FONDAMENTALI (A64)

Sede Lecce

Formazione di base acquisita nella laurea triennale in Fisica. Metodi statistici elementari per l’elaborazione dei dati.  I fondamenti della cinematica relativistica, i concetti di vita media, sezione d’urto, libero cammino medio saranno brevemente reintrodotti.  

Interazione radiazione - materia; principi generali di funzionamento dei rivelatori di particelle: a gas, calorimetri, rivelatori a stato solido. 

Misura della vita media del muone in laboratorio ed eventuali esperienze di caratterizzazione di rivelatori. 

Il corso specializza gli obiettivi formativi generali della laurea magistrale in Fisica alle tematiche culturali della Fisica Sperimentale delle Interazioni Fondamentali.

Il corso, in particolare, intende far acquisire allo studente familiarità con le metodologie e la strumentazione più tipicamente utilizzate nella fisica sperimentale nucleare e sub-nucleare.

Con tali strumenti culturali si affrontano, in una specifica misura svolta in laboratorio, le problematiche generali legate alla sperimentazione nell’ambito della fisica sub-nucleare. La misura classica proposta, come palestra per il conseguimento di tali obiettivi, è la misura della vita media del muone. Gli aspetti sperimentali con cui gli studenti vengono a contatto diretto sono: implementazione del metodo di misura attraverso l’utilizzo di strumentazione NIM per la gestione di logica elettronica; utilizzo di strumentazione CAMAC per l’acquisizione dei dati; procedure di calibrazione della strumentazione; scelta del punto di lavoro ottimale per i rivelatori utilizzati; analisi dei dati.

Lezioni teoriche e sessioni in laboratorio. 

Presentazione di una relazione su ciascuna misura svolta il laboratorio; discussione degli elaborati e domande teoriche in un esame orale 

Diario delle lezioni aa 2018-2019 

Potranno essere coinvolti nello svolgimento delle lezioni e/o delle attività in laboratorio altri docenti o ricercatori INFN a seconda della disponibilità o dell’interesse, anche da parte degli studenti, a sviluppare qualche tema specifico o a illustrare setup sperimentali in utilizzo nel laboratori di ricerca INFN a scopo dimostrativo.

 

Macro di analisi dati basate sulla piattaforma di analisi statistica dei dati ROOT, http://root.cern.ch/drupal/, ampiamente utilizzata nella ricerca in fisica delle alte energie, sono fornite come esempio e punto di partenza per ulteriori sviluppi da parte degli studenti. Link a dati (esempio aa.2016-17) e risorse

 

I dati acquisiti in laboratorio nell'a.a. 2018-2019 e altre informazioni e materiale relativi a questo corso sono raccolti qui

Interazioni radiazione-materia:

perdita di energia media di particelle cariche nella materia, radiazione Cherenkov, scattering multiplo e fluttuazioni della perdita di energia, interazioni di fotoni con la materia, sciami elettromagnetici, interazioni di neutroni con la materia.

Caratteristiche generali dei rivelatori di particelle: sensitività, risoluzione, efficienza, tempo morto.

Caratteristiche generali dei Rivelatori a Ionizzazione: ionizzazione e trasporto nei gas, moltiplicazione a valanga, il contatore a gas proporzionale; generalità su MWPC e rivelatori a drift, come rivelatori di tracciamento.

Scintillatori e dispositivi fotomoltiplicatori: luce di scintillazione e materiali scintillanti; conversione del segnale luminoso in segnale elettrico e amplificazione nei fotomoltiplicatori. Cenni ad altri dispositivi fotosensibili.

Caratteristiche generali di rivelatori di posizione a semiconduttore: la giunzione pn polarizzata inversamente come rivelatore di radiazione; rivelatori a strip e pixel. Cenni a rivelatori a diamante. 

Misura della vita media del muone. 

Caratterizzazione di un fotomoltiplicatore. 

Caratterizzazione di un rivelatore a diamente. 

Testi suggeriti: 

W.R. Leo,  “Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments”, Springer-Verlag;

C. Grupen, B. Shwartz, “Particle Detectors”, Cambridge University Press;

R.C. Fernow, “Introduction to Experimental Particle Physics”, Cambridge University Press.

LABORATORIO DI FISICA NUCLEARE E SUBNUCLEARE (FIS/04)

Tesi

Temi per nuove proposte di tesi:

- esperimento ATLAS: ricerca di fisica oltre il Modello Standard nella produzione risonante di una coppia WZ o ZZ (adozione di una strategia di classificazione e selezione degli eventi basata su metodi di intelligenza artificiale): 

    -- questo argomento può essere affrontato a diversi livelli, e con diverse finalità: ci si può limitare, per esempio, al confronto di performance di modelli di reti neurali diversi applicati ad uno stesso problema (studio che non richide una conoscenza della fenomenologia delle interazioni fondamentali agli esperimenti agli acceleratori, un esercizio di analisi statistica dei dati e calcolo con strumenti e linguaggi moderni senza necessità di svuiluppare competenze specialistiche) o si può partecipare a pieno titolo alla produzione dei risultati di fisica di ATLAS con il team locale e internazionale impegnato i questa analisi. [per tesi di laurea triennale e magistrale]

        --- in pratica, il lavoro consiste in analisi dati e/o sviluppo di procedure software per la loro elaborazione 

- esperimento ATLAS - il rivelatore a pixel di ATLAS per il run  di LHC ad alta luminosità: sviluppo e test di un sistema di data acquisition per la lettura dei rivelatori a Pixel dell'upgrade di ATLAS di fase-2. 

   -- questo tema richiede e consente di sviluppare competenze su sistemi di aquisizione estremamente avanzati, dall'hardware (schede elettroniche di acquisizione) al firmware (il codice programmabile residente sulle FPGA della scheda di acquisizione) e infine al software di gestione e analisi dei dati aquisiti dalla scheda. 

        --- in pratica, il lavoro consiste nello sviluppo di software e firmware e permettera' di mettere a punto le procedure di certificazione dei componenti del tracciatore a pixel che saranno assemblati a Lecce. [prevalentemente per tesi di laurea magistrale]

- esperimento ATLAS - il rivelatore a pixel di ATLAS per il run  di LHC ad alta luminosità: la costruzione dell'endcap del rivelatore a Pixel dell'upgrade di ATLAS di fase-2. 

   -- questo progetto prevede moltepliciti attivita': messa a punto delle procedure automatizzate per l'assemblaggio dei componenti del tracciatore a pixel che saranno costruiti nei laboratori di Lecce, verifica della loro adeguatezza alle specifiche dell'esperimento, messa a punto dei setup sperientali per le operazioni di certificazione di qualita' dei rivelatori, test preliminari dei rivelatori (sensori a pixel + chip di lettura + circuito flex di controllo e interfaccia con il DAQ) in ricezione e test degli stessi dopo l'assemblaggio sulle strutture meccaniche di supporto. 

       --- in pratica, il lavoro si svolge prevalentemente in laboratorio; prevede l'utilizzo di strumentazione estremamente avanzata (come una macchina per la movimentazione di assi robotizzati con precisione delle decine di micron) e la gestione di rivelatori (rivelatori a pixel idridi) tra i piu' sofisticati attualmente in uso nella fisica delle alte energie. [per tesi di laurea triennale e magistrale]

- esperimento PADME - la ricerca di (un portale per la) materia oscura in collisioni e+e- ai Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN. 

   -- PADME e' un esperimento in presa dati dall'autunno 2018, dedicato alla ricerca del fotone oscuro e/o  di altre ipotetiche particelle di massa ~2-20 MeV con deboli accoppiamenti con elettroni i fotoni ordinari. Si inserisce nel programma scientifico variegato che ha come obiettivo il puzzle della materia oscura. 

       --- in pratica, il lavoro consiste in analisi dati e/o sviluppo di software di ricostruzione e analisi - E' prevista la partecipazione a turni di presa dati nell'esperimento. [per tesi di laurea triennale e magistrale]

 

NOTA

Nella fisica sperimentale si lavora in team; i miei studenti sono anche gli studenti, collaboratori, colleghi di: Konstantinos Bachas (post-doc INFN, ATLAS, Machine Learning in HEP), Gabriele Chiodini (INFN staff, ATLAS, PADME), Federica Oliva (Ph.D. student, PADME), Isabella Oceano (Ph.D. student, PADME). 

 

TESI seguite fino ad oggi 

I. Oceano, 26 Apr 2018, Laurea Magistrale in Fisica, "Studio della strategia di analisi dei dati dell’esperimento PADME per la ricerca del fotone oscuro", entry nel DB INFN

F. Oliva, 22 Dic 2016, Laurea Magistrale in Fisica, "Sviluppo e caratterizzazioen del bersaglio attivo dell'esperimento PADME", entry nel DB INFN 

E. Cianci, 16 Ott 2015, Laurea in Fisica, "Elettronica veloce di lettura per un rivelatore al diamante", entry nel DB INFN 

N. Orlando, 15 Lug 2014, Ph.D. in Physics,  "The associated production of a Z gauge boson and b-jets at LHC with the ATLAS experiment: first differential cross section measurements" - entry nel DB INFN 

F. Oliva, 13 Apr 2012, Laurea in Fisica, "Studio della risposta a radiazione ionizzante di un rivelatore a diamante sintetico", entry nel DB INFN

N. Orlando, 23 Ott 2010, Laurea Specialistica in Fisica, "Metodi di misura dell'efficienza di identificazione di muoni di basso impulso trasverso in ATLAS ad LHC" - entry nel DB INFN 

G. Siragusa, 20 Mar 2008, Ph.D. in Physics, "Implementation and Performance of the Muon High Level Trigger Algorithm", entry nel DB INFN

Temi di ricerca

 

Esperimento ATLAS al Large Hadron Collider (LHC) presso il CERN, Ginevra:

- il rivelatore a Pixel del tracciatore di ATLAS per il run di alta luminosità di LHC; assemblaggio dei moduli di Pixel sulle strutture di supporto per l'end-cap esterno e certificazione di qualità  proposte di tesi (laurea triennale e magistrale) disponibili (Settembre 2018)

-ricerca di nuova fisica (Higgs pesanti, nuovi bosoni vettori) nella produzone di coppie di bosoni di gauge a 13 TeV (dal 2015 a oggi); utilizzo di Deep Neural Network per la selezione degli eventi  proposte di tesi (laurea triennale e magistrale) disponibili (Settembre 2018)

-fisica elettrodebole: produzione di coppie di bosoni di gauge; accoppiamenti di gauge.

-produzione associata di b-jets e W/Z (2011-2015);  

-misure di performance degli algoritmi di identificazione offline di muoni (2010-2014); 

-rivelatori di trigger (RPC) dello spettrometri per muoni; data quality e software di simulazione e ricostruzione (2010-2017) 

 

Esperimento PADME ai Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell'INFN: 

-ricerca di dark photon a PADME 

-il bersaglio attivo dell'esperimento PADME 

 proposte di tesi (laurea triennale e magistrale) disponibili (Settembre 2018)

 

Attività di R&D:

-rivelatori a pixel a diamante (iniziativa DIAPIX in CSN5 dell' INFN, 2011-2013).

Atttività passate:

-accoppiamenti di gauge anomali trilineari e quartici in e+e- a LEP2 (OPAL)

-correzioni hadroniche al momento magnetico anomalo del muone e correzioni da Nuova Fisica 

-rivelatori di tracciamento a drift in miscele leggere: KLOE a DAFNE.

Per maggiori dettagli: 

Link alla pagina personale

Percorso Scientifico e Professionale

Contributi con autore S.Spagnolo agli annual activity reports del dipartimento (in particolare Ricerca di nuovi fenomeni a LHC, La targetta attiva di PADME e Performance degli RPC di ATLAS nel run del 2015)