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Academic Year: 2025/26

628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles

68367 - Physics and engineering of particle detectors


Teaching Plan Information

Academic year:
2025/26
Subject:
68367 - Physics and engineering of particle detectors
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles
ECTS:
6.0
Year:
01
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

This subject provides an overview of the physical fundamentals of radiation and particle detection and the state of the art in research and development of the detectors used for this purpose with application in different fields of science, particularly in particle physics and astronomy. 

This subject  and the Advanced Instrumentation for Astronomy and Particle Physics Experiments one are part of the Instrumentation subject.

2. Learning results

Upon completion of this subject, the student will be able to:

  • Describe how different particles interact with matter.
  • Explain how a radiation detector works and its historical evolution.
  • Distinguish the signals left by the interaction of radiation on materials commonly used as detectors.
  • Identify the most suitable detector for each type of radiation, energy range or purpose.
  • Know how to use different particle detectors and interpret the results.
  • Use specific instrumentation designed for detection techniques of different types of radiation and particles.

3. Syllabus

  1. Physical fundamentals of radiation and particle detection.
  2. Introduction to radiation and particle detectors:
    1. historical evolution
    2. general characteristics (calibration, efficiency, resolution, dead time, response time)
  3. Radiation detectors:
    1. photodetectors (PMTs, CCDs, ?)
    2. radio telescopes and interferometers
    3. high-energy telescopes: X-rays, gamma rays
  4. -Particle detectors:
    1. gaseous detectors
    2. semiconductor detectors
    3. scintillators
    4. calorimeters
    5. other types
  5. Neutron, neutrino and exotic particle detection.

4. Academic activities

  1. Participation in and attendance to lectures.
  2. Case analysis, sharing and debate on the contents of the subject.
  3. Performance of laboratory practices.
  4. Solving problems related to laboratory practices.
  5. Writing and submission of works.
  6. Laboratory practice reports.
  7. Tutoring.
  8. Individual study.
  9. Written or oral assessment tests.

5. Assessment system

Assessment activities:

  • Laboratory work (LT): 40%.
  • Internship reports (LI): 30%.
  • Other reports and written work (T):10%.
  • Case analysis, problem solving, questions and other activities (CP): 10%.
  • Assessment tests, multiple-choice (E): 10%.

Other written assignments, problems, questions and other assessment activities (T and CP) will be proposed throughout the subject.

All assessment tests will be graded from 0 to 10 points. The date of the test or the deadline for the work´s submission will be communicated to the students in advance.

To pass the subject, the final grade, CF=0.1*E+0.1*CP+0.1*T+0.3*LI+0.4*LT, must be equal to or higher than 5.0, and LT, LI and E grades must be higher than 5.0.

The subject has been designed for students who attend the classroom and lab classes and perform the assessment activities described above. There will be a global assessment  test of the subject, as indicated in the learning assessment regulations of the University of Zaragoza. It will be a single theoretical-practical test in the laboratory and will take place on the dates established by the Faculty of Sciences.

6. Sustainable Development Goals

4 - Quality Education
8 - Decent Work and Economic Growth
9 - Industry, Innovation and Infrastructure


Curso Académico: 2025/26

628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas

68367 - Física e ingeniería de detectores de partículas


Información del Plan Docente

Año académico:
2025/26
Asignatura:
68367 - Física e ingeniería de detectores de partículas
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas
Créditos:
6.0
Curso:
01
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Esta asignatura proporciona una visión general de los fundamentos físicos de la detección de radiación y partículas y del estado del arte en investigación y desarrollo de estos detectores con aplicación en distintos ámbitos de la Ciencia, en particular en Física de Partículas y Astronomía. 

Esta asignatura junto con la de Técnicas de Bajo fondo radiactivo,  Física e ingeniería de detectores de partículas e Instrumentación Avanzada para experimentos de Astronomía y Física de Partículas, forma parte de la materia de Instrumentación.

2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Describir cómo interaccionan las diferentes partículas con la materia.
  • Explicar cómo funciona un detector de radiación y cuál ha sido su evolución histórica.
  • Distinguir las señales que deja la interacción de la radiación en los materiales usados comúnmente como detectores.
  • Identificar el detector más adecuado para cada tipo de radiación, rango de energía o propósito.
  • Saber utilizar diferentes detectores de partículas e interpretar los resultados.
  • Usar instrumentación específica diseñada para las técnicas de detección de distintos tipos de radiación y de partículas.

3. Programa de la asignatura

  1. Fundamentos físicos de la detección de radiación y partículas.
  2. Introducción a los detectores de radiación y partículas:
    1. evolución histórica
    2. características generales (calibración, eficiencia, resolución, tiempo muerto, tiempo de respuesta)
  3. Detectores de radiación:
    1. fotodetectores (PMTs, CCDs, ?)
    2. radiotelescopios e interferómetros
    3. telescopios de alta energía: rayos X, rayos gamma
  4. -Detectores de partículas:
    1. detectores gaseosos
    2. detectores semiconductores
    3. centelleadores
    4. calorímetros
    5. otros tipos
  5. Detección de neutrones, neutrinos y partículas exóticas

4. Actividades académicas

  1. Participación y asistencia a lecciones magistrales.
  2. Análisis de casos, puesta en común y debate sobre los contenidos de la asignatura.
  3. Realización de prácticas de laboratorio.
  4. Resolución de problemas relacionados con las prácticas de laboratorio.
  5. Realización y presentación escrita de trabajos.
  6. Realización de informes de prácticas de laboratorio.
  7. Tutorías.
  8. Estudio individual.
  9. Pruebas de evaluación escrita u oral.

5. Sistema de evaluación

Actividades de evaluación:

  • Trabajo en el laboratorio (LT): 40%
  • Informes de prácticas (LI): 30%
  • Otros informes y trabajos escritos (T):10%
  • Análisis de casos, resolución de problemas, cuestiones y otras actividades (CP): 10%
  • Pruebas de evaluación, tipo test (E): 10%

Otros trabajos escritos, problemas, cuestiones y otras actividades de evaluación (T y CP) se irán proponiendo a lo largo del curso.

Todas las pruebas de evaluación se calificarán de 0 a 10 puntos. Se avisará por adelantado de la fecha de realización de cada test o entrega.

Para superar la asignatura la calificación final, CF=0.1*E+0.1*CP+0.1*T+0.3*LI+0.4*LT, deberá ser igual o superior a 5.0, debiendo ser superiores a 5.0 las calificaciones LT, LI y E.

La asignatura ha sido diseñada para estudiantes que asistan a las clases presenciales en el aula y en el laboratorio, y realicen las actividades de evaluación anteriormente expuestas. Habrá una prueba de evaluación global de la asignatura, como indica la normativa de evaluación del aprendizaje de la Universidad de Zaragoza. Será una prueba teórico-práctica única en el laboratorio y se realizará en las fechas establecidas por la Facultad de Ciencias.

6. Objetivos de Desarrollo Sostenible

4 - Educación de Calidad
8 - Trabajo Decente y Crecimiento Económico
9 - Industria, Innovación e Infraestructura