Digital Signal Processing - ZIP

fizyka

Wiedza na temat C++/Python jest preferowana, ale nie obowiązkowa w przypadku sesji praktycznych.

Przydatna jest podstawowa wiedza na temat detekcji promieniowania jonizującego.

w sali
zdalnie

Kurs rozpocznie się od krótkiego przeglądu typów detektorów i ich zastosowań we współczesnej eksperymentalnej fizyce subatomowej. Zostanie opisana zasada działania digitalizatorów, ze szczególnym naciskiem na adekwatność sygnału wyjściowego detektora do oczekiwanych zastosowań digitalizera. W Zbadane zostaną zalety wstępnego przetwarzania danych FPGA na przykładzie rzeczywistych sygnałów z wykorzystaniem najnowocześniejszych detektorów wykorzystywanych w fizyce jądrowej. Na zakońcenie, przetwarzanie sygnałów cyfrowych w trybie off-line zostanie zbadane na praktycznych przykładach dotyczących określania energii i informacji o czasie, dyskryminacji neutronowo-gramowej, identyfikacji cząstek naładowanych o niskiej energii oraz określania pozycji w detektorze półprzewodnikowym.

„Zajęcia oferowane w Programie zintegrowanych działań na rzecz rozwoju Uniwersytetu Warszawskiego, współfinansowanym ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach POWER, ścieżka 3.5”.

Celem wykładu jest wyjaśnienie przetwarzania sygnałów w poszczególnych elementach elektroniki od oddziaływania promieniowania jonizującego do identyfikacji cząstek i określenia ich energii poprzez zastosowanie elektroniki cyfrowej. W tym celu wykład rozpocznie się od podstawowego przypomnienia o oddziaływaniu promieniowania jonizującego z materią, aby lepiej uchwycić generowany sygnał. W szczególności pozwoli to zwrócić uwagę i zbadać charakterystyczne cechy sygnału, w celu określenia obserwowalnych obiektów fizycznych, będących przedmiotem zainteresowania. Wykład obejmie główne algorytmy wyznaczania czasu i energii informacji o wykrytym promieniowaniu jonizujący,, mając zawsze na uwadze trudności i ograniczenia różnych procedur. Następnie zostanie zbadana zależność między rodzajem cząstek a kształtem impulsu w różnych przypadkach: obejmująca dyskryminację neutronowo-gramową i jej znaczenie zarówno w badaniach podstawowych, jak i zastosowaniach w fizyce jądrowej oraz dyskryminację cząstek i jonów naładowanych światłem w detektorach krzemowych. Wreszcie, po raz pierwszy wprowadzone zostanie określenie pozycji detektora półprzewodnikowego przy użyciu kształtu impulsu, wraz z jego zastosowaniem do śledzenia promieniowania gamma.

G. F. Knoll, Radiation detection and measurement

W. R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: A How-to Approach

S. Akkoyun et al., AGATA - Advanced GAmma Tracking Array, Nucl. Inst. Meth. A 668 (2012) 26

Po zakończeniu kursu studenci powinni:

- wyjaśniać różne procesy, w których promieniowanie jonizujące oddziałuje

interakcję z materią oraz funkcjonalność detektorów promieniowania

jonizującego,

- zrozumieć silną zależność pomiędzy celami eksperymentu a możliwościami

odczytu cyfrowego i móc zastanowić się nad optymalizacją ustawienia

eksperymentu,

- wyjaśnić główne elementy digitalizatora,

-umieć przeprowadzić pierwszy etap analizy sygnałów: rekonstrukcja czasu i energia.

Egzamin końcowy w wersji pisemnej.

nie