Offerta formativa anno accademico 2025/2026


Elenco delle attività formative previste per i dottorandi del primo anno
Collective effects in circular accelerators
data presunta: privamera 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 60
docente del corso: Migliorati, Metral, Mostacci qualifica: Professore affiliazione: Estera
programma delle attività: Wakefields (10h): Longitudinal and transverse wakefield Definitions for a point charge Definitions for a bunch Short and long range wakefields Expansion in cylindrical symmetry Coupling impedances Definition of longitudinal and transverse impedances Example of RLC, wake and impedance (longitudinal and transverse) Example of calculation of wakefields and energy loss Uniform boundaries Resistive wall Green function method Non uniform boundaries Example of use of an electromagnetic code (e.g. CST) Broad band impedance models Instabilities in storage rings: longitudinal (10h): Revision of synchrotron oscillations Momentum compaction Energy oscillation Finite and differential equation for a single particle and a macroparticle with wakefields Longitudinal oscillations Robinson instability in the fundamental mode Fokker-Plank equation and stationary solution Fokker-Plank equation Haissinski equation and potential well distortion Phase shift and incoherent frequency shift Example of simulation code Perturbation methods and mode coupling Coupled bunch instabilities Macroparticle model Example of simulation code High Q resonator instabilities Instabilities in storage rings: transverse (8h): Transverse single bunch instabilities Vlasov equation Perturbation theory Head-tail instability Transverse Mode Coupling Instability (TMCI) => From impedance but also space charge, beam-beam and electron cloud Imaginary Tune Split and Repulsion (ITSR) instability => Due to resistive transverse dampers (often necessary for coupled-bunch operation, see below) Transverse coupled-bunch instabilities High Q resonator instability Resistive wall instability Landau damping (2h): Introduction and physical origin of Landau damping Landau damping in coasting beams Longitudinal Transverse Landau damping in bunched beams Transverse Longitudinal Losses of Landau Damping
modalità di accertamento finale: Esame orale
Physics of High Brightness Accelerators
data presunta: privamera 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 60
docente del corso: M.Ferrario qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: Course Description - Light sources based on high gain free electron lasers or future high energy linear colliders require the production, acceleration and transport up to the interaction point of low divergency, high charge density, short electron bunches (high brightness beams). Many effects contribute in general to the degradation of the final beam quality, including chromatic effects, wake fields, emission of coherent radiation, accelerator misalignments, etc. In particular Space Charge effects and mismatch with the focusing and accelerating devices contribute to emittance degradation of high charge density beams, hence the control of beam transport and acceleration is the leading edge for high quality beam production. In these lectures we introduce from basic principles the main concepts of beam focusing and transport in modern accelerators using the beam envelope equation as a convenient mathematical tool, suitable for any kind of charged particle accelerator. Matching conditions preserving the beam quality are derived from the model for significant beam dynamics regimes. An extension of the model to the plasma accelerator case is also introduced. The understanding of similarities and differences with respect to traditional accelerators are emphasized. Course Details - The main topics discussed during the lectures will include: -Overview of advanced accelerator techniques and their applications -The concepts of Emittance, Brightness and Luminosity -Relativistic dynamics recapitulation -Phase Space and Liouville Theorem -Beam Thermodynamics -Longitudinal and Transverse Envelope Equations -Space Charge Effects -Beam Manipulation and Emittance Compensation -Wake Fields and Instabilities -The physics of Free Electron Lasers -Introduction to Plasma Accelerator Physics -The EuPRAXIA project at LNF A few dedicated seminars will be given by experts in specific fields of interest related to this course. A detailed visit to the existing high brightness facility SPARC_LAB at LNF will conclude the course.
modalità di accertamento finale: esame orale
Joint Universities Accelerator School (JUAS I)
data presunta: gennaio 2024 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 90
docente del corso: vari qualifica: Professore affiliazione: Estera
programma delle attività: https://www.esi-archamps.eu/juas-courses/
modalità di accertamento finale: Esami scritti
Joint Universities Accelerator School (JUAS II)
data presunta: gen feb 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 90
docente del corso: vari qualifica: Professore affiliazione: Estera
programma delle attività: https://www.esi-archamps.eu/juas-courses/#course2
modalità di accertamento finale: Esami scritti
CERN Academic Trainings (seminars)
data presunta: 2025 - 2026 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: seminariale - numero ore: 20
docente del corso: vari qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Estera
programma delle attività: Vari temi
modalità di accertamento finale: Nessuna
USPAS (Fermilab National Laboratories)
data presunta: 2024 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 90
docente del corso: vari qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Estera
programma delle attività: https://uspas.fnal.gov/programs/2025/knoxville/index.shtml
modalità di accertamento finale: Esame scritto
Physics, Technology and Applications of Linear Accelerators
data presunta: privamera 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 30
docente del corso: D.Alesini (INFN) qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: Focused on technology and applications of linacs with particular focus on electron linacs. During the course some basics on simulation programs POISSON-SUPERFISH (for magnet design) and ASTRA (for beam dynamics) will also be presented. In the following the list of topics that will be covered (In parenthesis the indicative number of hours). 1) Introduction to the course and basics on LINAC accelerating structures (2) 2) Normal conducting and superconducting structures (2) 3) Power coupling, scattering parameters, linac technology (4) 4) RF high power sources for particle accelerators (2) Seminar by F. Cardelli 5) Longitudinal and transverse beam dynamics, bunching, capture sections, envelope equation (4) 6) magnets design: basic design principle and parameters: POISSON (2) Seminar by A. Vannozzi 7) Pumping system and basics of vacuum for linacs (2) Seminar by A. Liedl 8) Timing and synchronization systems (2) Seminar by M. Bellaveglia 9) Diagnostics devices (1) 10) The ASTRA CODE for beam dynamics simulations: introduction and example of photo-injector design (3) Seminar by A. Giribono 11) Thermionic electron guns (2), Seminar by L. Faillace 12) Application of proton linacs for cancer therapy (2) Seminar by G. Bazzano 13) Applications of electron linacs: injectors, Industrial applications, FEL, tomography (3)
modalità di accertamento finale: Esame orale
Matter - radiation interactions and their applications in the medical field
data presunta: Mar- May 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 60
docente del corso: G.Franciosini, V.Patera qualifica: Professore affiliazione: Italiana
programma delle attività: 1) Introduction to the course, BB, review of special relativity 2) Review of special relativity, calculation of dE/dx, range calculation, straggling 3) dE/dx for electrons, radiation, radiation length, multiple scattering 4) Decays of radioisotopes and sources of charged particles 5) Applications of charged radiation 6) Introduction to neutral radiation interactions: photon interactions (Photoelectric effect, Compton scattering, Pair production). 7) CT & SPECT 8) PET 9) RadioTherapy with photons 10) RadioTherapy with charged particles 11) Dosimetry & relative detectors 12) Radio Protection in Space 13) Neutrons 14) Proton CT 15) Accelerators for Radiotherapy applications
modalità di accertamento finale: Esame orale
Neutron production mechanisms, sources and applications
data presunta: mar 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 30
docente del corso: A.Pietropaolo (ENEA) qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: 1- Neutron production mechanisms: Fission; Photoproduction; Spallation; Fusion. 2- Large Scale Facilities 3- Neutron detection mechanisms - Neutron-nucleus interactions for detection purposes; - Gaseous detector response; - Scintillation detector response; - Semiconductor detector response. 4- Basic theory of neutron scattering and applications
modalità di accertamento finale: esame orale
Synchrotron and FEL Radiation: From the production to the use
data presunta: primavera 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 30
docente del corso: Stefano Lupi and Salvatore Macis qualifica: Professore affiliazione: Italiana
programma delle attività: Historical Review on Synchrotron and FEL Radiation; Synchrotron Radiation production: From bending magnet to insertion devices; Incoherent vs. Coherent emission; Quality factor of radiation: Flux, brilliance, bandwidth, repetition rate, pulse time duration and polarization; Dedicated synchrotron and FEL machines and their worldwide distributions; The Italian projects: Elettra and Fermi@Trieste and DAFNE, SPARC and EUPRAXIA@LNF-INFN; Use of synchrotron and FEL radiation in spectroscopy and microscopy: Applications in the Terahertz and infrared spectral range; Applications in the X-Ray: Diffraction, EXAFS, and XANES; Photoemissions; Pump-Probe time resolved spectroscopy; Future developments;
modalità di accertamento finale: Esame orale
Design of Superconducting Magnets and applied crygenics
data presunta: primavera 2025 - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 30
docente del corso: Stefania Farinon e Riccardo Musenich qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: Introduction to superconductivity Superconducting wires and cables Current distribution and magnetic fields Introduction to finite element analysis Lorentz forces and magnet mechanics Examples of designed and built magnets Dissipation in variable operating conditions Stability and protection Brief review of thermodynamics Cryogenic fluids Thermostating: bath, flow (thermosiphon, heat pipe, forced flow), conduction-based Superfluid helium Heat transfer mechanisms Techniques for reducing thermal input (dewars, cryostats, and transfer lines) Other sources of thermal input: non-thermal radiation, Joule effect, dissipation in superconductors under variable conditions, elastic energy release, phase transitions, gas condensation, thermo-acoustic oscillations. Properties of materials at low temperatures: specific heat, electrical resistivity, thermal conductivity, thermal contraction, yield and breaking load, Young's modulus, resilience. Low-temperature thermometry Refrigeration and liquefaction cycles: gas expansion (isenthalpic and isentropic), adiabatic demagnetization, \( ^3\text{He}-^4\text{He} \) dilution. Real refrigerators. Basics of cryogenic safety
modalità di accertamento finale: esame orale

Eventuali maggiori informazioni piano form. 1°a I corsi JUAS ed i "CERN academic trainings" si svolgono al CERN di Ginevra, ma tutti gli studenti, ovunque si svolga la loro attivita' di ricerca, sono incoraggiati a parteciparvi ed eventualmente sostenuti finanziariamente, se possibile. Questi corsi sono specificamente disegnati per l'alta formazione in Fisica degli Acceleratori in tutto il mondo.

Per il JUAS c'e' una convenzione in corso con il dottorato in acceleratori e membri del collegio fanno parte dell'Advisory Board (Migliorati e Cavoto).
Modalità di scelta dell'argomento della tesi: La tesi è proposta dallo studente ed approvata dal collegio dei docenti, che assegna un supervisore. E' disponibile una pagina web con possibili argomenti di tesi proposti da docenti potenziali relatori.
Modalità delle verifiche per l'ammissione all'anno successivo Superamento di almeno 18CFU tra quelli proposti (o equipollenti) e approvazione del progetto di tesi da parte del collegio dei docenti.
Momenti di presentazione, di scambio e di discussione dei risultati di ricerca da parte dei dottorandi Anche gli studenti del primo anno partecipano agli incontri per la presentazione dello stato di avanzamento della tesi degli studenti del secondo anno o per la presentazione finale degli studenti del terzo anno. Questa partecipazione è garantita dall'uso di piattaforme online o in presenza.
Attività formative, non incluse nella didattica programmata di cui ai punti precedenti, di docenti con affiliazione estera e/o di studiosi ed esperti sia italiani che stranieri provenienti da enti di ricerca, aziende e da istituzioni culturali e sociali Il gruppo di coordinamento INFN Acceleratori organizza seminari periodici online con esperti italiani e stranieri sulla fisica degli acceleratori a cui tutti gli studenti è richiesto di partecipare (https://acceleratori.infn.it/index.php/it/)

Elenco delle attività formative previste per i dottorandi del secondo anno
Accelerator Physics Laboratory
data presunta: aprile - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: laboratorio - numero ore: 48
docente del corso: A.Gallo (INFN) et al. qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: Programma dettagliato : https://agenda.infn.it/event/35503/
modalità di accertamento finale: relazione scritta
Seminari Fisica Acceleratori
data presunta: tutto l'anno - tipologia: riconducibile al progetto formativo - modalità di erogazione: Ex-cathedra - numero ore: 10
docente del corso: Vari qualifica: Studioso o esperto di enti di ricerca affiliazione: Italiana
programma delle attività: https://acceleratori.infn.it/index.php/it/
modalità di accertamento finale: Nessuna

Eventuali maggiori informazioni piano form. 2° vengono organizzate delle esperienze di laboratorio della durata di due settimane per gli studenti del secondo anno ai Laboratori Nazionali di Frascati.
Modalità delle verifiche per l'ammissione all'anno successivo E' obbligatorio seguire almeno 3 crediti di mini-corsi, eventualmente sostituibili, a discrezione del collegio, con seminari, con la frequenza di sale di controllo di macchine acceleratrici funzionanti o con laboratori hands-on di fisica degli acceleratori.

Viene inoltre sostenuto dallo studente un seminario sullo stato di avanzamento della Tesi, approvato dal collegio dei docenti, su proposta del supervisore. Lo studente deve anche produrre una relazione di stato di avanzamento della tesi che viene valutata dal referee ed approvata dal collegio dei docenti.
Momenti di presentazione, di scambio e di discussione dei risultati di ricerca da parte dei dottorandi Tutti gli studenti partecipano ai seminari di avanzamento tesi e finali
Attività formative, non incluse nella didattica programmata di cui ai punti precedenti, di docenti con affiliazione estera e/o di studiosi ed esperti sia italiani che stranieri provenienti da enti di ricerca, aziende e da istituzioni culturali e sociali Il gruppo di coordinamento INFN Acceleratori organizza seminari periodici online con esperti italiani e stranieri sulla fisica degli acceleratori a cui tutti gli studenti è richiesto di partecipare (https://acceleratori.infn.it/index.php/it/)

Nessun corso indicato.

Eventuali maggiori informazioni piano form. 3° Il terzo anno e' dedicato al completamento del lavoro di ricerca ed alla stesura della tesi.
Modalità di ammissione all'esame finale Presentazione di un testo scritto ("Tesi di dottorato"), di norma in lingua inglese, approvato dal collegio, su proposta del supervisore e di due esperti esterni ("controrelatori") italiani e stranieri, nominati dal collegio.

Seminario finale sul lavoro di Tesi, approvato dal collegio, su proposta del supervisore.
Modalità di svolgimento dell'esame finale Seminario e colloquio con una commissione, nominata secondo il vigente regolamento dell'Università e comprendente di norma esperti esterni al dottorato e all'Università di Roma.
Momenti di presentazione, di scambio e di discussione dei risultati di ricerca da parte dei dottorandi Gli studenti e le studentesse - tramite i rappresentanti degli studenti - sono stata invitati/e ad organizzare autonomamente momenti di incontro (telematico) in cui liberamente possano scambiare inforamazioni sulle rispettive attività di ricerca
Attività formative, non incluse nella didattica programmata di cui ai punti precedenti, di docenti con affiliazione estera e/o di studiosi ed esperti sia italiani che stranieri provenienti da enti di ricerca, aziende e da istituzioni culturali e sociali

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