A) Dall'idea al disegno tecnico con CAD 3D

Tutor: Marco Rigato

B) ALLA SCOPERTA DEL NUCLEO ATOMICO:

L'ESPERIMENTO DI RUTHERFORD

(abbinato al tema C, in lingua inglese)

Tutor Responsabile: Josè Javier Valiente Dobon, Marco Siciliano,

Giorgia Pasqualato, Franco Galtarossa,

Alain Goasduff, Daniele Mengoni,

Andrea Gottardo, Andres Illana Sisson

C) INFORMATICA E FISICA SPERIMENTALE

(abbinato al tema B)

Tutor:Andrea Gozzelino, Nicola Toniolo, Luisa Pegoraro

L’informatica-computer, software, reti di comunicazione, web, sistema di immagazzinamento dati, monitoraggio on line, gestione e programmazione di schede elettroniche – ha un ruolo di primo piano negli esperimenti di fisica. Il percorso prevede la presentazione degli scenari in cui l’elettronica e l'informatica collaborano con la fisica. L’oscilloscopio e i moduli elettronici sono utili nelle fasi di progettazione e allestimento di un esperimento. Il calcolatore è lo strumento principale per l'acquisizione, l'analisi e la costruzione della rappresentazione dei dati provenienti da un esperimento. Gli studenti in stage impareranno a trattare i segnali elettronici, gestiranno un sistema di acquisizione dati (DAQ) con trigger, provvederanno ad immagazzinare i dati su sistemi di memorizzazione permanente, analizzeranno e pubblicheranno i dati sperimentali raccolti, in un sito web da loro disegnato. Gli studenti lavoreranno in collaborazione con i colleghi del percorso di fisica nucleare sperimentale per svolgere un’esperienza con sorgenti α sull’interazione radiazione-materia e l’esperimento di Rutherford: lo studio dei fenomeni fisici, la preparazione dell'apparato sperimentale, la misura e l’interpretazione dei dati saranno svolti in comune. Si formerà così un gruppo di lavoro, come è nella realtà delle collaborazioni scientifiche di fisica sperimentale. Le misure presso la sala sperimentale dell’acceleratore AN2000 ai LNL occuperanno una giornata di tempo macchina. Il tema è integrato da aspetti di comunicazione scientifica.

ARGOMENTI da ripassare:

Concetti di base in informatica (linguaggi di programmazione, comprensione di manuali utenti);

Concetti di base in elettronica (segnali analogici e digitali, frequenza, ampiezza);

Concetti di base in statistica (distribuzioni di conteggi, media, mediana, deviazione standard, istogramma);

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici);

Concetti di base in geometria e matematica (angoli, espressioni letterali e numeriche, grafici).

D) TRATTAMENTI DI SUPERFICI PER LA RICERCA E PER L'INDUSTRIA

Tutor: Cristian Pira, Oscar Azzolini

Lo stage in trattamenti di superficie per la ricerca e l’industria intende illustrare agli studenti le principali tecniche utilizzate in ambito scientifico e industriale per la pulizia di superfici metalliche, la deposizione di film sottili funzionali e protettivi mediante tecniche PVD (physical vapour deposition) e la caratterizzazione superficiale con tecniche quali la diffrazione a raggi X e il microscopio a scansione elettronica. Gli studenti seguiranno un proprio progetto assisti da un tutor e al contempo potranno partecipare alle attività scientifico tecnologiche del servizio di scienza e tecnologia dei materiali per la fisica nucleare dei LNL.

ARGOMENTI da ripassare:

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici);

Concetti di base in matematica (espressioni letterali e numeriche, grafici);

Concetti di base in chimica (nomenclatura IUPAC).

E) TECNOLOGIE MECCANICHE

 (abbinato al tema J)

Diego Giora, Enzo Bissiato, Michele Lollo, Alessandro Minarello

F)  LAVORO e SICUREZZA

Tutor: Sergio Sartor

La sicurezza sul lavoro è un punto cardine per ogni attività ed è oggetto di costante impegno per una piena tutela della salute, dell’integrità e della dignità della persona in ogni ambiente di lavoro. Gli studenti durante il loro periodo di stage impareranno a riconoscere ed identificare i rischi e i potenziali pericoli connessi con le varie attività lavorative all’interno del laboratorio. Apprenderanno le nozioni basi del “Testo Unico di salute e sicurezza sul lavoro", il quale si ripropone di costruire e diffondere la cultura della sicurezza e della prevenzione riservando ampio spazio a tutte le attività e iniziative che contribuiscono a promuovere nei lavoratori comportamenti responsabili improntati alla tutela non solo della propria incolumità ma anche di quella altrui e alla individuazione di strategie che concorrono ad un efficace contrasto del fenomeno degli infortuni sul lavoro.

ARGOMENTI da ripassare:

Conoscenze di base del Testo Unico di salute e sicurezza sul lavoro 81/2008 e s.m.i.

G) LOGICHE PROGRAMMABILI

Tutor: Marco Bellato, Stefano Pavinato

Lo percorso affronta l'implementazione di un sistema di acquisizione dati basato su FPGA, soffermandosi sul linguaggio VHDL (VHSIC Hardware Description Language, dove VHSIC è la sigla di Very High Speed Integrated Circuits) per la programmazione dell' FPGA medesima. L'applicazione principale dello stage è quindi lo sviluppo di un basilare sistema di controllo ed acquisizione dati per acceleratori di particelle con implementazione di circuiti di coincindenza e timing. Lo stage, dopo una parte introduttiva sull’elettronica digitale, si svolge in due fasi. La prima fase ha come obiettivo la programmazione dell’FPGA (in VHDL) per l'acquisizione dei segnali digitali e il processamento logico degli stessi. La seconda fase ha come obiettivo il trattamento di flussi di dati attraverso protocollo di comunicazione seriale tra FPGA e PC. Le attività sono inquadrate nel reparto controlli dei fasci accelerati.

ARGOMENTI da ripassare:

Elementi base di programmazione (C++ o Python)

Concetti di base in elettronica digitale

H) CELLULE e RADIAZIONI

Tutor: Roberto Cherubini, Viviana De Nadal

Il percorso si divide nelle unità didattiche seguenti, afferenti alla fisica e alla biologia:

1) Elementi di fisica delle radiazioni: struttura dell'atomo, decadimento radioattivo, sorgenti radioattive e acceleratori di particelle, interazione radiazione-materia con particolare riguardo alla materia vivente, rivelatori di radiazioni, cenni di dosimetria.

2) Elementi di biologia cellulare e molecolare: il DNA con cenni sui processi di replicazione, espressione genica e sua regolazione, tipi di danno e processi di riparazione, mutazioni.

3) Elementi di radiobiologia e applicazioni in campo bio-medico (radioterapia, radiodiagnostica) e in radioprotezione

4) Introduzione al laboratorio di biologia cellulare e molecolare.

5) Esperimenti di irraggiamento di colture cellulari con raggi gamma da sorgente di Cobalto-60 e con fasci di protoni forniti dall’acceleratore Van De Graaff CN: caratterizzazione fisica e dosimetrica dei fasci di radiazioni utilizzati; misure del danno indotto dalle radiazioni utilizzate nelle cellule in-vitro in funzione della dose e del tipo di radiazione, in termini di sopravvivenza (morte) cellulare e danno al DNA.

6) Analisi e Interpretazione dei dati

ARGOMENTI da ripassare:

Notazione scientifica; unità di misura; elementi di teoria degli errori

Elementi di base di fisica atomica e nucleare

Elementi di base di biologia cellulare, molecolare e genetica: proprieta' delle principali molecole biologiche; la cellula eucariotica: organizzazione strutturale, funzionale e metabolismo; ciclo cellulare; struttura del DNA.

Testi consigliati:

"Invito alla biologia - Biologia molecolare, genetica ed evoluzione" di Helena Curtis, Sue N. Barnes, Adriana Schnek, Graciela Flores

"Biologia. Le basi molecolari della vita e dell'evoluzione." di David Sadava, Craig H. Heller, Purves Hillis Orians

"Fisica. L'Amaldi per Licei Scientifici" di Ugo Amaldi (vol.3)

I) CARATTERIZZAZIONE DI UNA SORGENTE DI RADIAZIONE

Tutor: Fabiana Gramegna, Marco Cinausero, Tommaso Marchi,

Magda Cicerchia, Giorgia Mantovani

Utilizzo di strumenti per la misura di radiazione carica (particelle alfa) e neutra (raggi gamma e neutroni) al fine di caratterizzare una sorgente ignota.

Si vuole mostrare agli studenti come utilizzare i principali rivelatori della fisica nucleare (Scintillatori organici ed inorganici, Silici, rivelatori al Germanio) e come questi forniscano informazioni complementari tra loro. Si introducono concetti di base dei rivelatori di radiazione come risoluzione, efficienza.

ARGOMENTI da ripassare:

Nucleo atomico

Radioattività

Effetto fotoelettrico ed effetto Compton

Esperimento di Rutherford

Fondamenti di programmazione in informatica

J) METODI DI ACQUISIZIONE DATI

(abbinato al tema E)

Tutor: Stefania Canella, Antonio Dainelli

Il percorso prevede la realizzazione di un sistema di acquisizione dati per segnali analogici nel range 0-5 V; la conversione in digitale con data logging su piattaforma Raspberry PI 3; l’analisi statistica dei dati; la presentazione di dati su server web. Il percorso è abbinato a “Tecnologie meccaniche”.

Gli studenti svolgeranno anche una misura di concentrazione del radon con un rivelatore passivo in collaborazione con ARPA Veneto nei mesi di aprile e maggio presso le proprie abitazioni o edifici scolastici.

ARGOMENTI da ripassare:

Elementi di base di programmazione (C, C++, Python, PHP, HTML)

Metodi per la preparazione di un sito web

La rappresentazione delle funzioni nel piano cartesiano

Elementi di statistica

Documento ARPA Veneto e INAIL

K) MISURA DI SPETTRI NEUTRONICI CON TECNICA DEL TEMPO DI VOLO

(abbinato al tema I)

Tutor: Pierfrancesco Mastinu, Elizabeth Musacchio Gonzalez

Gli studenti svolgono un'esperienza sulla spettroscopia con neutroni usando la tecnica del tempo di volo.

ARGOMENTI da ripassare:

Cinematica e dinamica dei corpi

Composizione del nucleo atomico