Course Syllabus
Titolo
Geant4 per applicazioni di ricerca
Docente(i)
Gabriele Croci
Lingua
Inglese
Breve descrizione
Descrizione:
Il corso introduce l’utilizzo avanzato del framework di simulazione Monte Carlo Geant4 per applicazioni di ricerca in fisica delle particelle, fisica applicata e rivelatori di radiazione. L’obiettivo non è fornire una semplice introduzione al software, ma sviluppare competenze operative e metodologiche per progettare, valutare e ottimizzare simulazioni realistiche utilizzate nella ricerca scientifica.
Particolare attenzione è dedicata alla scelta dei modelli di interazione e alle tecniche di riduzione della varianza (biasing) per la simulazione efficiente di eventi rari.
Il corso è adatto a studenti di dottorato con background eterogeneo e non richiede esperienza pregressa con Geant4. Una conoscenzaa di base aiuta in ogni caso la comprensione degli argomenti.
Contenuti principali:
Architettura Geant4: Run, Event, Track, Step
Physics Lists e modelli di interazione
Geometrie realistiche e modellazione dei rivelatori
Tecniche di biasing e riduzione della varianza
Output dati e analisi con ROOT
Il corso combina brevi lezioni frontali con dimostrazioni pratiche ed esercitazioni guidate su casi realistici. Gli studenti lavoreranno su simulazioni complete (prese da esempi di Geant4), modificando geometria, fisica e strategie di campionamento statistico.
Requisiti
Conoscenza base di C/C++
Nozioni fondamentali di interazione radiazione–materia (consigliate)
Familiarità con metodi Monte Carlo (consigliata)
Esperienza base di Geant4 (consigliata)
CFU / Ore
8 ore
Periodo di erogazione
Settembre - Ottobre 2026
Sustainable Development Goals
Title
Geant4 for research applications
Teacher(s)
Gabriele Croci
Language
English
Short description
Description
The course introduces the advanced use of the Geant4 Monte Carlo simulation framework for research applications in particle physics, applied physics, and radiation detector studies. The aim is not to provide a simple software introduction, but to develop operational and methodological skills for designing, evaluating, and optimizing realistic simulations used in scientific research.
Particular attention is devoted to the choice of interaction models and to variance reduction techniques (biasing) for the efficient simulation of rare events.
The course is suitable for PhD students with heterogeneous backgrounds and does not require prior experience with Geant4. However, a basic familiarity with the topic is helpful for understanding the course material.
Main contents
Geant4 architecture: Run, Event, Track, Step
Physics Lists and interaction models
Realistic geometries and detector modelling
Biasing and variance reduction techniques
Data output and analysis with ROOT
Teaching approach
The course combines short lectures with practical demonstrations and guided exercises based on realistic case studies. Students will work on complete simulations (based on Geant4 examples), modifying geometry, physics configuration, and statistical sampling strategies.
Requirements
Basic knowledge of C/C++
Fundamental concepts of radiation–matter interaction (recommended)
Familiarity with Monte Carlo methods (recommended)
Basic experience with Geant4 (recommended)
CFU / Hours
8 hours
Teaching period
September - October 2026
