DATA ANALYSIS TECHNIQUES FOR NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno - Curriculum NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS
Docenti: Alessia Rita TRICOMI e Giuseppe POLITI
Crediti: 6
SSD: FIS/01 - FISICA SPERIMENTALE
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 92 di studio individuale, 28 di lezione frontale, 30 di laboratorio
Semestre:

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1• Introduzione all’analisi dati in fisica nucleare e delle alte energie 
2• Densità di probabilità e metodo Monte Carlo 
3• Introduzione al C++ - parte I - Variabili. Input/Output. Funzioni. Puntatori e Reference. Operatori 
4• Introduzione al C++ - parte II - Programmazione a oggetti. Classi. Overloading di operatori. Template class. Ereditarietà. Classi astratte. 
5• Il pacchetto di analisi ROOT. Macro ed esempi di root. TTree. 
6• Statistica Frequentista e Bayesiana. Statistiche di test. Metodi multivariati: discriminante di Fisher.  
7• Analisi multivariate: Componenti Principali. Applicazioni alla fisica delle particelle e alla fisica nucleare. 
8• Metodi multivariati: neural networks, probabilty density estimators, decision trees. 
9• Esercitazione con ROOT e il pacchetto TMVA. Riempimento di un tree e visualizzazione delle variabili per segnale e fondo. Training di un discriminante di Fisher con TMVA e analisi dei risultati. 
10• Goodness-of-fit. Test del chi2. Estimatori. Media e varianza. Metodo della Maximum Likehood 
11• Extended Maximum Likelihood. Metodo dei minimi quadrati. Introduzione al pacchetto RooFit.  
12• Intervalli di confidenza. Applicazioni ad estimatori Gaussiani e al metodo della Maximum Likelihood. Limite su un segnale, con e senza fondo, nell’approccio frequentista e bayesiano. 
13• Limite in presenza di fondo nell'approccio classico e bayesiano. Limite con il test di Likelihood Ratio (Feldman-Cousins) e con il test CLs. Introduzione al pacchetto RooStats. 
14• Sviluppo e analisi dati di un caso fisico reale (Interferometria HBT o Lineshape della Z o Ricerca del bosone di Higgs o Sezione d'urto ttbar) 
15• Introduzione al pacchetto di simulazione GEANT4. Esempi di utilizzo.