Este repositorio alberga el material del curso "Simulación Computacional en Física: Electromagnetismo, Física Moderna y Nuclear con Métodos Monte Carlo".
El curso brinda una inmersión profunda y práctica en la simulación de la interacción de partículas con la materia. Combinando una sólida base teórica con habilidades computacionales avanzadas, se centra en la aplicación de métodos Monte Carlo utilizando el potente toolkit Geant4 y la suite de análisis de datos ROOT, programando en C++.
Los estudiantes explorarán los principios fundamentales del electromagnetismo, la física moderna y la física nuclear desde una perspectiva computacional. Aprenderán a diseñar, implementar y analizar simulaciones complejas, cruciales en:
- Física de altas energías
- Física médica
- Ciencia espacial
- Protección radiológica
- Física nuclear aplicada
Al finalizar el curso, los participantes serán capaces de:
- Comprender y aplicar los principios físicos que rigen la interacción de partículas con materiales diversos.
- Dominar los fundamentos y la aplicación práctica de los métodos Monte Carlo para resolver problemas estocásticos en física.
- Desarrollar y optimizar aplicaciones de simulación en C++, empleando Programación Orientada a Objetos.
- Construir y configurar geometrías de detectores y entornos experimentales complejos usando Geant4.
- Ejecutar simulaciones de transporte de partículas en Geant4, seleccionando y personalizando modelos físicos (electromagnéticos y hadrónicos).
- Analizar y visualizar datos generados por las simulaciones mediante el framework ROOT.
- Interpretar los resultados de las simulaciones, relacionándolos con la teoría física y evaluando incertidumbres y limitaciones.
El programa está estructurado en los siguientes módulos:
- Fundamentos de C++:
Repaso y profundización en POO, gestión de memoria y uso de librerías estándar. - Métodos Monte Carlo:
Generación de números aleatorios, muestreo de distribuciones, integración Monte Carlo y técnicas de reducción de varianza. - Electromagnetismo en Geant4:
Procesos EM clave (ionización, bremsstrahlung, Compton, fotoeléctrico, etc.) y su configuración en Geant4. - Física Moderna y Relativista:
Cinématica de partículas y fenómenos como la radiación Cherenkov. - Física Nuclear y Hadrónica en Geant4:
Decaimientos radiactivos (G4RadioactiveDecay), interacción de neutrones y modelos hadrónicos. - Análisis de Datos con ROOT:
Herramientas para lectura, procesamiento, visualización y ajuste de datos provenientes de simulaciones.
Este curso está dirigido a estudiantes de posgrado o de último año de grado en:
- Física
- Ingeniería nuclear
- Ingeniería biomédica
- Ciencia de materiales
- Áreas afines
Requisito: Tener conocimientos previos de física general y programación básica en C++.