Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Metody doświadczalne fizyki wysokich energii
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-2-006-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż, prof. AGH Szumlak Tomasz (szumlak@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż, prof. AGH Szumlak Tomasz (szumlak@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zapozna się ze specyfiką wielkich eksperymentów fizyki cząstek elementarnych. FT2A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Student zapoznaje się z generacją, przepływem, obróbką, filtrowaniem, formatowaniem i zapisem informacji potrzebnej do rekonstrukcji wielkości fizycznych. FT2A_W03, FT2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
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_U03 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U003 Student zapoznaje się z zaawansowanymi metodami wielowymiarowymi analizy statystycznej. Poznaje nieliniowe metody selekcji przypadków. FT2A_U01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U004 Rozwiązanie problemów prezentowanych na zajęciach laboratoryjnych wymagają pracy w grupach roboczych. Student nabywa umiejętności pracy i oddziaływania z grupą. FT2A_U01, FT2A_U05 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi wykonać i omówić wyniki własnej pracy w formie prezentacji FT2A_K01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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. - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi wykonać i omówić wyniki własnej pracy w formie prezentacji - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  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.

Ćwiczenia laboratoryjne:
  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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 112 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 20 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 25 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Przygotowanie do zajęć 25 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Wykonanie projektu 12 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

• 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)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

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