| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|
| 1 | Konu Anlatımı: Dedektör Sistemlerine Giriş: • Nükleer ve yüksek enerji fiziğinde dedektörlerin tarihi • Modern dedektör teknolojilerine genel bakış • Temel deneyler ve dedektör sistemleri. Sınıf-içi Tartışma (15 dk.): Deney merkezleri. | lgili internet sitelerinin incelenmesi. Kaynak: https://tarla-fel.org/ https://home.cern/ https://www.fnal.gov/ https://www.gsi.de/en/researchaccelerators |
| 2 | Konu Anlatımı: Radyasyonun Madde ile Etkileşimi: Yüklü parçacıkların etkileşimleri, Fotonların etkileşimleri, Hadronların güçlü etkileşimleri. Sınıf-içi Uygulama (15 dk.): Gazlarda Sürüklenme ve Difüzyon. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Temel etkileşim mekanizmaları Kısa Sınav 1: Radyasyonun Madde ile Etkileşimi. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 1. |
| 3 | Konu Anlatımı: Dedektörlerin karakteristik özellikleri: Çözünürlükler ve temel istatistikler, Karakteristik zamanlar, Ölü zaman düzeltmeleri, Rastgele tesadüfler, Verimlilikler. Sınıf-içi Uygulama (15 dk.): Radyasyon ölçüm birimleri ve radyasyon kaynakları. Sınıf-içi Tartışma (15 dk.): Hızlandırıcılar. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 2 ve Bölüm 3. |
| 4 | Konu Anlatımı: Parçacık algılamada kullanılan başlıca fiziksel olaylar ve temel sayaç tipleri: İyonizasyon sayaçları, Sıvı iyonizasyon dedektörleri, Katı hal iyonizasyon sayaçları, Sintilasyon sayaçları, Fotoçoğaltıcılar ve fotodiyotlar, Çerenkov sayaçları, Geçiş radyasyon dedektörleri (TRD)). Sınıf-içi Uygulama (15 dk.): Transimpedans amplifikatörleri. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Belirli bir dedektör tipinin yalnızca bir tür ölçüm yapması gerekmez. Kısa Sınav 2: Parçacık algılamada kullanılan başlıca fiziksel olaylar. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 5. |
| 5 | Konu Anlatımı: Tarihsel iz dedektörleri: Bulut odaları, Kabarcık odaları, Akış odaları, Neon flaş tüp odası, Kıvılcım odaları, Nükleer emülsiyonlar, Gümüş halojenür kristalleri, X-ışını filmleri, Termolüminesans dedektörleri, Radyofotolüminesans dedektörleri, Plastik dedektörleri. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Alkol buharında alfa parçacığı gözlemi. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 6. |
| 6 | Konu Anlatımı: İz dedektörleri: Çok telli orantılı odalar, Düzlemsel sürüklenme odaları, Silindirik telli odalar, Silindirik orantılı ve sürüklenme odaları, Jet sürüklenme odaları, Zaman projeksiyon odaları (TPC'ler), Mikro desen gaz dedektörleri, Yarı iletken iz dedektörleri, Parıldayan fiber izleyiciler. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Sürüklenen elektronların Larmor yarıçaplarının uzaysal çözünürlüğün oldukça altında tutulması için gerekli B alanı hesaplanması. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Parçacık yörüngelerinin belirlemenin önemi. Kısa Sınav 3: Orantısal sayıcı. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 7. |
| 7 | Konu Anlatımı: Kalorimetri: Elektromanyetik kalorimetreler, Elektronfoton kaskadları, Homojen kalorimetreler, Örnekleme kalorimetreleri, Hadron kalorimetreleri, Kalorimetrelerin kalibrasyonu ve izlenmesi, Kriyojenik kalorimetreler. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Enerji çözünürlüğü hesaplamaları. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Modern yüksek enerjili sistemlerde parçacık enerjisi ölçüm yöntemleri. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 8. |
| 8 | Ara Sınav 1 | |
| 9 | Konu Anlatımı: Parçacık tanımlama: Yüklü parçacık tanımlama, Uçuş süresi sayaçları, İyonizasyon kayıplarıyla tanımlama, Çerenkov radyasyonu kullanılarak tanımlama, Geçiş radyasyonu dedektörleri, Kalorimetrelerle parçacık tanımlama, Nötron tespiti. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Pionların Çerenkov açıları. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Karışık parçacık demetinde enerji kaybı ölçümleri. Kısa Sınav 4: Havadaki göreli parçacıkların Çerenkov açısı. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 9. |
| 10 | Konu Anlatımı: Nötrino dedektörleri: Nötrino kaynakları, Nötrino reaksiyonları, Nötrino tespiti hakkında bazı tarihsel açıklamalar, Nötrino dedektörleri. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Dünya'ya kaç tane güneş nötrinosu ulaşır? Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Neredeyse hiç etkileşmeyen bir parçacık nasıl ölçülür. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 10. |
| 11 | Konu Anlatımı: Momentum ölçümü ve müon tespiti: Sabit hedefli deneyler için manyetik spektrometreler, Özel uygulamalar için manyetik spektrometreler. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Katı demir içinde müonların enerji kaybı. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Parçacık fiziğinde müon tespitinin önemi. Kısa Sınav 5: müon momentum ölçümü. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 11. |
| 12 | Konu Anlatımı: Yaşlanma ve radyasyon etkileri: Gaz dedektörlerinde yaşlanma etkileri, Sintilatörlerin radyasyon sertliği, Çerenkov sayaçlarının radyasyon sertliği, Silisyum dedektörlerinin radyasyon sertliği. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Işınlama sonucu oluşan kusurlar. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Radyasyondan korunma. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 12. |
| 13 | Konu Anlatımı: Dedektör Elektronik: Örnek sistemler, Algılama sınırları, Sensör sinyalinin edinilmesi, Sinyal entegrasyonu, Sinyal işleme, Elektronik gürültü, Termal (Johnson) gürültü, Atış gürültüsü, Sinyalgürültü oranı ve sensör kapasitansı, Darbe şekillendirme, Bir dedektör ve ön uç amplifikatörünün gürültü analizi, Zamanlama ölçümleri, Dijital elektronik, Mantık elemanları, Yayılma gecikmeleri ve güç dağılımı, Mantık dizileri, Analogdan dijitale dönüştürme, Zamandan dijitale dönüştürücüler (TDC'ler), Sinyal iletimi, Girişim ve alma, Alma mekanizmaları, Çözüm teknikleri. Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Sinyal şekli ölçümleri. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Sinyal analizinin önemi. Kısa Sınav 6: sayısal elektronik. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 14. |
| 14 | Konu Anlatımı: Veri analizi: Ham dedektör verilerinin yeniden oluşturulması, Analiz zorlukları, Analiz yapı taşları, Analiz bileşenleri, Eylem halinde analiz Dedektör Simülasyonu: • Monte Carlo simülasyonları (GEANT4 genel bakışı). Sınıf-içi Uygulama (5 dk.): Bir değişkenin üstel olasılık yoğunluğu. Sınıf-içi Tartışma (5 dk.): Monte Carlo simülasyon kodları. | İlgili kısımların okunması. Kaynak: Ders Kitabı 1, Bölüm 15. |
| 15 | Konu Anlatımı: 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. Sınıf-içi Tartışma (45 dk.): Öğrenci Sunumları. | İlgili internet sitesinin incelenmesi. Kaynak: https://home.cern/science/experiments |
| 16 | Final | |
