| Ders Adı | Kodu | Yerel Kredi | AKTS | Ders (saat/hafta) | Uygulama (saat/hafta) | Laboratuar (saat/hafta) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Modern Dedektör Sistemleri | FIZ1119 | 3 | 5 | 3 | 0 | 0 |
| Önkoşullar | Yok |
|---|
| Yarıyıl | Güz, Bahar |
|---|
| Dersin Dili | İngilizce, Türkçe |
|---|---|
| Dersin Seviyesi | Lisans |
| Dersin Türü | Seçmeli @ Fizik Lisans Programı (%30 İngilizce) |
| Ders Kategorisi | Uzmanlık/Alan Dersleri |
| Dersin Veriliş Şekli | Yüz yüze |
| Dersi Sunan Akademik Birim | Fizik Bölümü |
|---|---|
| Dersin Koordinatörü | Özgür Akçalı |
| Dersi Veren(ler) | Özgür Akçalı |
| Asistan(lar)ı |
| Dersin Amacı | Bu ders, nükleer ve yüksek enerji fiziği deneylerinde kullanılan modern dedektör sistemleri hakkında derinlemesine bir anlayış sağlar. Parçacık fiziği araştırmalarında kullanılan çeşitli dedektör teknolojilerinin prensiplerini, tasarımını, işleyişini ve uygulamalarını ve ayrıca veri toplama ve analiz tekniklerini ele alarak deneysel keşiflerdeki rollerini vurgular. |
|---|---|
| Dersin İçeriği | Parçacıkların ve radyasyonun madde ile etkileşimleri, Yük taşıyıcılarının elektrik ve manyetik alanlarda hareketi, Hareketli Yüklerle Sinyal Oluşumu, Gaz ve katı dedektörlerin çalışma prensipleri, çok katmanlı detektör sistemleri ve bunların uygulamaları |
| Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar |
|
| Opsiyonel Program Bileşenleri | Yok |
Ders Öğrenim Çıktıları
- Nükleer ve yüksek enerji fiziğinde kullanılan çeşitli dedektör tiplerini tanımlar, açıklar ve sınıflandırır.
- Verimlilik, çözünürlük ve hassasiyet gibi dedektör tepkisini ve performans ölçümlerini analiz eder.
- Belirli bir deneysel gereksinime göre uyarlanmış bir dedektör sistemi tasarlar.
- Modern araçlar ve teknikler kullanarak dedektör çıktısı için veri analiz bağlantıları kurar ve uygular.
- Dedektör sistemlerindeki yeni teknolojileri ve bunların potansiyel uygulamalarını değerlendirir.
- Dedektör tasarımlarını ve deneysel sonuçları bilimsel bir formatta sunar ve savunur.
Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi
| DÖÇ-1 | DÖÇ-2 | DÖÇ-3 | DÖÇ-4 | DÖÇ-5 | DÖÇ-6 | |
| PÇ-1 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-2 | - | 5 | 5 | 4 | - | - |
| PÇ-3 | - | 4 | - | 3 | - | - |
| PÇ-4 | 4 | 5 | 4 | 4 | - | - |
| PÇ-5 | - | - | 4 | - | - | - |
| PÇ-6 | - | 4 | 3 | - | - | - |
| PÇ-7 | - | - | 3 | 4 | - | - |
| PÇ-8 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-9 | - | 3 | 4 | - | - | - |
| PÇ-10 | - | - | - | - | - | 3 |
| PÇ-11 | 5 | - | - | - | 4 | - |
| PÇ-12 | - | 3 | 4 | - | - | - |
| PÇ-13 | - | 4 | 4 | 3 | - | - |
| PÇ-14 | 4 | 5 | 5 | 5 | - | - |
| PÇ-15 | - | 5 | 5 | 5 | - | - |
| PÇ-16 | - | - | - | - | - | 4 |
| PÇ-17 | - | - | - | - | - | 4 |
| PÇ-18 | - | - | - | - | - | 4 |
| PÇ-19 | 5 | - | - | - | - | 4 |
| PÇ-20 | 4 | - | - | - | - | 5 |
| PÇ-21 | - | - | - | - | - | 3 |
| PÇ-22 | 3 | - | - | - | - | 5 |
| PÇ-23 | - | - | 3 | - | 4 | - |
| PÇ-24 | 3 | - | 3 | - | 4 | - |
| PÇ-25 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-26 | 3 | - | - | - | - | - |
| PÇ-27 | - | 3 | - | - | - | - |
| PÇ-28 | - | - | - | - | - | - |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Dedektör Sistemlerine Giriş: • Nükleer ve yüksek enerji fiziğinde dedektörlerin tarihi • Modern dedektör teknolojilerine genel bakış • Temel deneyler ve dedektör sistemleri | "Introduction to Experimental Particle Physics", Richard Fernow |
| 2 | Radyasyonun Maddeyle Etkileşimi: • Temel süreçler: iyonizasyon, uyarma, Bremsstrahlung, Compton saçılması • Enerji kaybı mekanizmaları (Bethe-Bloch formülü, radyasyon uzunluğu) | "Introduction to High Energy Physics", Donald H. Perkins |
| 3 | Gaz Bazlı Dedektörler: • İyonizasyon odaları, orantılı sayaçlar, Geiger-Müller tüpleri • Sürüklenme odaları ve zaman projeksiyonu odaları (TPC'ler) | "Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments", William R. Leo |
| 4 | Sintilasyon Dedektörleri: • Sintilasyon mekanizmaları ve malzemeleri • Fotomultiplier tüpleri (PMT'ler) ve silikon fotomultiplier'lar (SiPM'ler) | "Radiation Detection and Measurement", Glenn F. Knoll |
| 5 | Yarıiletken Dedektörleri (Bölüm 1): • Çalışma prensipleri, enerji çözünürlüğü • PN bağlantısı, PIN diyotları ve silikon şerit dedektörleri | "Semiconductor Radiation Detectors", Gerhard Lutz |
| 6 | Yarıiletken Dedektörler (Bölüm 2): • İleri teknolojiler: piksel dedektörler, hibrit sistemler • Parçacık çarpıştırıcılarında ve tıbbi görüntülemede uygulamalar | "Semiconductor Radiation Detectors", Gerhard Lutz |
| 7 | Kalorimetreler (Bölüm 1): • Elektromanyetik kalorimetreler: tasarım ve malzemeler • Örnekleme ve homojen kalorimetreler | "Particle Detectors", Claus Grupen & Boris Shwartz |
| 8 | Ara Sınav 1 | |
| 9 | Kalorimetreler (Bölüm 2): • Hadronik kalorimetreler • Enerji çözünürlüğü, sinyal işleme ve performans optimizasyonu | "Particle Detectors", Claus Grupen & Boris Shwartz |
| 10 | Cherenkov ve Geçiş Radyasyon Dedektörleri: • Cherenkov radyasyon prensipleri • Halka görüntüleme Cherenkov (RICH) ve geçiş radyasyon dedektörleri (TRD'ler) | "Particle Physics and Introduction to Field Theory", T.D. Lee |
| 11 | Uçuş Süresi (ToF) ve Müon Dedektörleri: • ToF ölçümlerinin prensipleri • Büyük ölçekli deneylerde müon tespiti (ATLAS, CMS) | |
| 12 | Nötrino Tespit Teknikleri: • Nötrino etkileşimleri ve zorlukları • Water Cherenkov, sintilatör ve sıvı argon dedektörleri | "Neutrino Physics", Kai Zuber |
| 13 | Dedektör Elektroniği ve Sinyal İşleme: • Ön uç elektroniği, ADC/DAC sistemleri • Veri toplama sistemleri (DAQ) ve tetikleyici sistemler | |
| 14 | Dedektör Simülasyonu ve Veri Analizi: • Monte Carlo simülasyonları (GEANT4 genel bakışı) • Dedektör performans ölçümleri ve hata analizi | "Data Analysis Techniques for High-Energy Physics", Fred James |
| 15 | Büyük Ölçekli Dedektör Sistemleri: • CERN'in LHC dedektörleri (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) • Nötrino ve karanlık madde deneylerindeki dedektörlerGelecekteki Trendler ve Ortaya Çıkan Teknolojiler: • Gelecekteki çarpıştırıcı projeleri ve dedektör tasarımları • Dedektör geliştirmede kuantum sensörleri ve yapay zeka | |
| 16 | Final |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | ||
| Laboratuar | ||
| Uygulama | ||
| Arazi Çalışması | ||
| Derse Özgü Staj | ||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | 2 | 10 |
| Ödev | 2 | 10 |
| Sunum/Jüri | 1 | 20 |
| Projeler | ||
| Seminer/Workshop | ||
| Ara Sınavlar | 1 | 20 |
| Final | 1 | 40 |
| Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı | ||
| Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı | ||
| TOPLAM | 100 | |
AKTS İşyükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İşyükü |
|---|---|---|---|
| Ders Saati | 14 | 3 | |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Arazi Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 14 | 2 | |
| Derse Özgü Staj | |||
| Ödev | 2 | 10 | |
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | 2 | 1 | |
| Projeler | |||
| Sunum / Seminer | 1 | 20 | |
| Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 20 | |
| Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 25 | |
| Toplam İşyükü : | |||
| Toplam İşyükü / 30(s) : | |||
| AKTS Kredisi : | |||
| Diğer Notlar | Öğrencilerin C/C++ ve/veya Python programlama dillerini bilmesi tavsiye edilir. |
|---|
