Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Metody doświadczalne fizyki wysokich energii
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-2-006-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Szumlak Tomasz (szumlak@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż, prof. AGH Szumlak Tomasz (szumlak@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student potrafi wykonać i omówić wyniki własnej pracy w formie prezentacji FT2A_K03, FT2A_K01 Activity during classes,
Test,
Project
Skills
M_U001 Student zapoznaje się z różnymi automatycznymi metodami wyzwalania układów akwizycji dnaych. Student rozumie, że układ wyzwalania jest krytycznym elemetnem systemu detekcji, które determinuje jakość danych fizycznych i jest związany ściśle z programem eksperymentu. FT2A_U01, FT2A_U02 Activity during classes,
Test
M_U002 Student zapoznaje się z metodami rekonstrukcji trajektorii cząstek naładowanych w układzie detekcyjnym oraz wierzchołków oddziaływań. Student rozumie, że ślady i wierzchołki to podstawowe obiekty służące do selekcji przypadków i służą do wyznaczania poszukiwanych wielkości fizycznych. FT2A_U01, FT2A_U02, FT2A_U05 Activity during classes,
Test
M_U003 Student zapoznaje się z zaawansowanymi metodami wielowymiarowymi analizy statystycznej. Poznaje nieliniowe metody selekcji przypadków. FT2A_U01, FT2A_U02 Activity during classes,
Test
M_U004 Rozwiązanie problemów prezentowanych na zajęciach laboratoryjnych wymagają pracy w grupach roboczych. Student nabywa umiejętności pracy i oddziaływania z grupą. FT2A_U09, FT2A_U08 Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Student zapozna się ze specyfiką wielkich eksperymentów fizyki cząstek elementarnych. FT2A_W01, FT2A_W03 Activity during classes,
Test
M_W002 Student zapoznaje się z generacją, przepływem, obróbką, filtrowaniem, formatowaniem i zapisem informacji potrzebnej do rekonstrukcji wielkości fizycznych. FT2A_W10, FT2A_W08 Activity during classes,
Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student potrafi wykonać i omówić wyniki własnej pracy w formie prezentacji - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student zapoznaje się z różnymi automatycznymi metodami wyzwalania układów akwizycji dnaych. Student rozumie, że układ wyzwalania jest krytycznym elemetnem systemu detekcji, które determinuje jakość danych fizycznych i jest związany ściśle z programem eksperymentu. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student zapoznaje się z metodami rekonstrukcji trajektorii cząstek naładowanych w układzie detekcyjnym oraz wierzchołków oddziaływań. Student rozumie, że ślady i wierzchołki to podstawowe obiekty służące do selekcji przypadków i służą do wyznaczania poszukiwanych wielkości fizycznych. + - + - - - - - - - -
M_U003 Student zapoznaje się z zaawansowanymi metodami wielowymiarowymi analizy statystycznej. Poznaje nieliniowe metody selekcji przypadków. + - + - - - - - - - -
M_U004 Rozwiązanie problemów prezentowanych na zajęciach laboratoryjnych wymagają pracy w grupach roboczych. Student nabywa umiejętności pracy i oddziaływania z grupą. - - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zapozna się ze specyfiką wielkich eksperymentów fizyki cząstek elementarnych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student zapoznaje się z generacją, przepływem, obróbką, filtrowaniem, formatowaniem i zapisem informacji potrzebnej do rekonstrukcji wielkości fizycznych. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
  1. Wstęp

    Wprowadzenie do zagadnień związanych z wielkimi eksperymentami fizyki wysokich energii.

  2. Systemy detekcji i akwizycji danych

    Systemy detekcji współczesnych eksperymentów związanych z fizyką cząstek elementarnych. Układy do akwizycji danych.

  3. Układy wyzwalania

    Charakterystyka i wymagania dotyczące systemów wyzwalania przypadków. Opis podstawowych typów tryggerów działających w oparciu o: topologię przypadku, typ cząstek, wartość zdeponowanej energii, pomiar masy niezmienniczej oraz pomiar parametrów wierzchołków oddziaływań.

  4. Algorytmy "pattern recognition"

    Opis podstawowych technik związanych z algorytmami pattern recognition. Analiza w przestrzeniach abstrakcyjnych wzorców i cech (pattern and feature spaces). Wyznaczanie metryk w przestrzeniach abastrakcyjnych i dopasowywanie wzorców. Transformacja Hough jako przykład algorytmu do wyszukiwania cech.

  5. Rekonstrukcja śladów i wierzchołków

    Dopasowanie trajektorii i estymacja parametrów śladów. Globalne metody oparte na zasadzie najmniejszych kwadratów. Badanie jakości dopasowania. Filtr Kalmana. Dowiązanie śladów do wierzchołków.

  6. Elementy analizy statystycznej

    Abstrakcja i selekcja przypadków. Analiza wielowymiarowa.

Laboratory classes:
  1. Wstęp

    Platformy programowe do obsługi eksperymentów wysokiej energii.

  2. Filtry Kalmana i rekonstrukcja śladów

    Podstawowe informacje związane z zastosowaniami techniki Kalmana do dopasowania trajektorii cząstek naładowanych. Modele trajektorii. Efekty materiałowe i macierz kowariancji. Transportery cząstek. Implementacja algorytmu typu “toy”.

  3. Rekonstrukcja wierzchołków

    Typy wierzchołków oddziaływań. Asocjacja ślad wierzchołek. Jakość dopasowania. Zagadnienia pomiaru czasu życia oraz parametru zderzenia.

  4. Metody statystyczne

    Wstęp do pakietu ROOT. Analiza wielowymiarowa. Pakiet MVA.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 112 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 20 h
Participation in laboratory classes 25 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Preparation for classes 25 h
Contact hours 10 h
Completion of a project 12 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa (OK) wyznaczona na podstawie wykonanego projektu zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Prerequisites and additional requirements:

• Umiejętność programowania w języku Python/C++
• Znajomość podstaw rachunku różniczkowego i całkowego
• Zaliczenie wykładu Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Recommended literature and teaching resources:

• G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, Wiley, 2010
• D.H.Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii, PWN, 2004
• Particle Physics Booklet, PDG, 2010 (http://pdg.lbl.gov)

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Przedmiot ten realizowany jest jako część bloku związanego z fizyką cząstek elementarnych i systemów detekcji.