Modelo de Guía Docente. Facultad de Física. Máster en Astrofísica

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1 Modelo de Guía Docente Facultad de Física Máster en Astrofísica GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: Astrofísica de Altas Energías y Astropartículas Curso Académico 2013/2014 Fecha: 29 de Mayo de 2013 V2. Aprobada en Consejo de Gobierno el310112

2 1. Datos Descriptivos de la Asignatura Asignatura: Astrofísica de Altas Energías Código: Centro: Facultad de Física - Titulación: Master en Astrofísica - Plan de Estudios: Rama de conocimiento: Ciencias - Itinerario / Intensificación (sólo en Máster): especialidad I - Departamento: Astrofísica - Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica - Curso: 1, segundo cuatrimestre - Carácter: obligatoria de la especialidad I - Duración: Cuatrimestral - Créditos ECTS (teóricos/prácticos): 6 - Horario: ver - Dirección Web de la asignatura (aula virtual): - Idioma: español e inglés 2. Requisitos 3. Profesorado que imparte la asignatura [Cuadro a cumplimentar por todo el profesorado que imparta la asignatura] Coordinación / Profesor/a: Dr. Ismael Pérez Fournon y Dr. Ramón García López - Grupo: G1 (único) para las clases teóricas, varios grupos (cinco o séis) en el proyecto internacional con las universidades de Southampton y University College Dublin - Departamento: Astrofísica - Área de conocimiento: Astronomía y Astrofísica - Lugar Tutoría (1) : Facultad de Física, Centro de Cálculo de Alumnos del Departamento de Astrofísica - Horario Tutoría (1) : una hora antes y otra después de las clases teóricas, 6 días x 10 horas al día en la semana del proyecto internacional. - Teléfono (despacho/tutoría): (IPF) (RGL) - Correo electrónico: ipf@iac.es, rgl@iac.es - Dirección web: : (1) Se entiende como la atención personalizada al alumnado. Se trata de la tutoría burocrática que tradicionalmente el profesorado desempeña en su despacho. 4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios - 2 -

3 - Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: especialidad I - Perfil Profesional: Esta asignatura proporciona al estudiante conocimientos avanzados sobre Astrofísica de Altas Energías y de Astropartículas en el marco de una colaboración docente internacional con las Universidades de Southampton (Reino Unido) y University College Dublin (Irlanda). Los estudiantes aprenderán los principales procesos de emisión en rayos X y gamma, los detectores y sistemas de formación de imagen en satélites espaciales y aplicarán dichos conociminentos en un trabajo práctico de diseño de una nueva misión espacial de altas energías en grupos internacionales de estudiantes (La Laguna, Southampton y Dublin) supervisados por los profesores de la asignatura de la ULL y profesores de Southampton y Dublin. Los objetivos de la colaboración ULL Universidad de Southampton en la que se basa esta asignatura están descritos en la publicación: Dean y Pérez Fournon, 2003, European Journal of Physics, 24, S25, Design course in space asgtronomy. La segunda parte de la asignatura está orientada a la Física de partículas en el Cosmos. Se estudian los siguientes aspectos: El Universo violento. Observaciones en el UV, rayos X y rayos gamma. Rayos cósmicos. Procesos de absorción y emisión. Objetos astrofísicos con altas energías. Técnicas de observación. Introducción a las partículas elementales. Procesos de aceleración de partículas cargadas. Partículas en el Universo

4 5. Competencias Competencias generales (CG): CG1. Conocer el trabajo en el laboratorio, el uso de la instrumentación, tecnología y métodos experimentales más utilizados, adquiriendo la habilidad y experiencia para realizar experimentos de forma independiente. Ello le permitirá ser capaz de observar, catalogar y modelizar los fenómenos de la naturaleza. CG2. Adquirir una sólida base teórica, matemática y numérica, que permita la aplicación de la Física a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos. CG4. Desarrollar la habilidad de identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja que le permita construir un modelo simplificado que describa, con la aproximación necesaria, el objeto de estudio y permita realizar predicciones sobre su evolución futura. Así mismo, debe ser capaz de comprobar la validez del modelo introduciendo las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones y las observaciones y/o los resultados experimentales. CG5. Conocer las posibilidades de aplicar la Física en el mundo laboral, docente y de investigación, desarrollo tecnológico e innovación y en las actividades de emprendeduría. CG6. Saber organizar y planificar el tiempo de estudio y de trabajo, tanto individual como en grupo; ello les llevará a aprender a trabajar en equipo y a apreciar el valor añadido que esto supone. CG7. Ser capaz de participar en debates científicos y de comunicar tanto de forma oral como escrita a un público especializado o no cuestiones relacionadas con la Ciencia y la Física. También será capaz de utilizar en forma hablada y escrita otro idioma, relevante en la Física y la Ciencia en general, como es el inglés. CG8. Poseer la base necesaria para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía, tanto desde la formación científica, (realizando un master y/o doctorado), como desde la actividad profesional. Competencias específicas (CE): CE1. Conocer y comprender los esquemas conceptuales básicos de la Física y de las ciencias experimentales. CE3. Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellas. CE4. Conocer los hitos más importantes de la historia del pensamiento científico y de la Física en particular. CE5. Desarrollar una visión panorámica de la Física actual y sus aplicaciones. CE6. Tener un buen conocimiento sobre la situación en el momento presente en, por lo menos, una de las especialidades actuales de la física. CE7. Comprobar la interrelación entre las diferentes disciplinas científicas. CE8. Conocer el mundo laboral en el que desarrollar lo aprendido. CE9. Conocer los elementos básicos que forman parte de un proyecto. CE12. Observar fenómenos naturales y realizar experimentos científicos. CE13. Registrar de forma sistemática y fiable la información científica. CE14. Analizar, sintetizar, evaluar y describir información y datos científicos. CE17. Realizar informes sintetizando los resultados de experimentos científicos y sus conclusiones más - 4 -

5 importantes. CE18. Utilizar la instrumentación científica actual y conocer sus tecnologías innovadoras. CE22. Aprender a utilizar el ordenador como herramienta básica para el cálculo científico y la modelización numérica. CE24. Afrontar problemas y generar nuevas ideas que puedan solucionarlos. CE25. Ser capaces de realizar experimentos de forma independiente. CE26. Dominar la expresión oral y escrita en lengua española, y también en lengua inglesa, dirigida tanto a un público especializado como al público en general. CE27. Haber desarrollado habilidades para la popularización de las cuestiones concernientes a la cultura científica y de aspectos aplicados a la física clásica y moderna. CE29. Organizar y planificar el tiempo de estudio y trabajo, tanto individual como en grupo. CE30. Saber discutir conceptos, problemas y experimentos defendiendo con solidez y rigor científico sus argumentos. CE31. Saber escuchar y valorar los argumentos de otros compañeros. CE32. Saber trabajar e integrarse en un equipo científico multidisciplinar CE33. Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo de trabajo del mismo. CE34. Iniciar trabajos de investigación supervisados desarrollando la habilidad para llevarlos adelante de forma autónoma. CE35. Saber estar en el mundo laboral relacionado con la titulación CE36. Saber redactar un proyecto de innovación y gestionar la solicitud de financiación

6 6. Contenidos de la asignatura Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura Profesor: Dr. Ismael Pérez Fournon Temas: 1. PROCESOS DE RADIACIÓN. FUENTES CÓSMICAS: Acreción. Fuentes acretantes. Fuentes no acretantes. Otras fuentes de rayos X. Otras fuentes de rayos gamma. 2. SISTEMAS DE DETECCIÓN: Naturaleza de la detección de rayos gamma. Interacción de la materia con los rayos gamma. Detectores (semiconductores, contadores de centelleo, etc). Apantallamiento y colimación. Limitaciones prácticas. 3. TÉCNICAS DE IMAGEN: Cuasi-imágenes. Detectores colimados. Métodos de imagen directa. Detectores capaces de formar una imagen. Moduladores de imágenes. 4. SENSIBILIDAD EN EL CONTÍNUO Y EN LINEAS DE EMISION: Cálculo de la sensibilidad. Sensibilidad del continuo. Parámetros asociados a la sensibilidad del telescopio. Sensibilidad en líneas. 5. MISIONES ESPACIALES: Selección de la órbita. Vida de la misión. Capacidad de la lanzadera. Otros factores técnicos. 6. PROYECTO PRÁCTICO EN EQUIPO INTERNACIONAL: Definición de la misión. El detector. Estimaciones de la sensibilidad. Eficiencia. Optimización del diseño Profesor: Dr. Ramón García López Temas 1. El Universo violento. 2. Rayos cósmicos. 3. Procesos de absorción y emisión. 4. Objetos astrofísicos con altas energías: párticulas de alta energía 5. Técnicas de observación. 6. Introducción a las partículas elementales. 7. Procesos de aceleración de partículas cargadas. 8. Partículas en el Universo

7 Actividades a desarrollar en inglés Opcional solo se rellena si aparece en pantalla - Profesor/a: Dr. Ismael Pérez Fournon y profesores de la Universidades de Southampton y University College Dublin. - Temas: PROYECTO PRÁCTICO EN EQUIPO INTERNACIONAL: Definición de la misión. El detector. Estimaciones de la sensibilidad. Eficiencia. Optimización del diseño. Esta actividad de la asignatura tiene lugar una semana antes o despúes de las vacaciones de Semana Santa. 7. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante Descripción En las clases teóricas el profesor expone los contenidos de los temas y organiza los grupos de trabajo para el proyecto práctico en equipo internacional que tendrá lugar en una semana cercana a las vacaciones de Semana Santa durante la visita a la ULL de los grupos de estudiantes y profesores de las Universidades de Southampton y University College Dublin. En la semana del proyecto práctico internacional los estudiantes de la ULL trabajan con los estudiantes y profesores de la Universidad de Southampton y University College Dublin en grupos de 6-7 estudiantes supervisados por los profesores de la asignatura o profesores de Southampton o Dublin. Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias Clases teóricas ,3,4,5,6,7,8,9,12,13

8 Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) Realización de seminarios u otras actividades complementarias Realización de trabajos (individual/grupal) Estudio/preparación clases teóricas Estudio/preparación clases prácticas ,17,18,22,24,25,26, 27,29,30,31,32,33,34, 35,36 1,3,4,5,6,7,8,9,12,13 Preparación de exámenes Realización de exámenes ,17,18,22,24,25,26, 27,29,30,31,32,33,34, 35,36 14,17,18,22,24,25,26, 27,29,30,31,32,33,34, 35,36 1,3,4,5,6,7,8,9,12,13 Asistencia a tutorías ,17,18,22,24,25,26, 27,29,30,31,32,33,34, 35,36 Otras Total horas Total ECTS Bibliografía / Recursos Bibliografía Básica (2) - 8 -

9 Charles, P., Seward, F. (1995): Exploring the X-ray Universe. Ed. Cambridge University Press. Bird, A. J., Pérez Fournon, I., Knigge, C. (2012): Design Course in Gamma Ray Astronomy, Dept. of Physics and Astronomy, Univ. of Southampton. Kidger, M.R., Pérez-Fournón, I., Sánchez, F. (1999): Internet Resources for Professional Astronomy. Ed. Cambridge University Press. Lena, P. (1988): Observational Astrophysics. Ed. Springer. Longair, M. S. (1992): High Energy Astrophysics (segunda edición). Ed. Cambridge University Press. Bibliografía Complementaria (3) Otros recursos (3) Recursos en Internet sobre Astrofísica de Altas Energías y Astropartículas proporcionados por los profesores de la asignatura y disponibles también en los ordenadores del Centro de Cálculo de Alumnos del Departamento de Astrofísica. (2) Se recomienda acotar el número de bibliografía. (3) Este apartado podrá ser eliminado en el caso en que el profesorado estime que las características y necesidades de la asignatura no lo hacen necesario. 9. Sistema de Evaluación y Calificación Descripción Esta asignatura se enmarca en una colaboración docente internacional entre la Universidad de La Laguna y la Universidad de Southampton, que comenzó el Departamento de Astrofísica a comienzos de los años noventa, a la que se ha sumado en los últimos años University College Dublin. Al estar la primera parte de la asignatura orientada a la realización de un proyecto práctico internacional sobre el diseño de una misión espacial de altas energías para el estudio de un problema astrofísico concreto y diferente para cada uno de los grupos internacionales (formados por estudiantes de las Universidades de La Laguna, Southampton y University College Dublin), los métodos de evaluación y calificación están basados en la evaluación continua durante la semana intensiva del proyecto práctico internacional y en la calificación de los proyectos desarrollados por cada grupo, basada en una presentación final de una hora por grupo, a ser posible en inglés. Cada grupo tiene un supervisor (de la ULL, Southampton o Dublín) que se reúne al menos dos veces por día con su grupo en la semana de la práctica. Además, cada uno de los supervisores tiene una reunión diaria con un grupo diferente del suyo. En estas reuniones cada supervisor evalúa a cada uno de los estudiantes de los diferentes grupos. Al final de la semana todos los supervisores se habrán reunido con todos los grupos para orientarles en su trabajo y al mismo tiempo llevar a cabo una evaluación continua. La calificación final es una combinación de la evaluación continua durante la semana de la práctica (50%) y la calificación final de la presentación (50%). Se da un peso especial a la evaluación continua del supervisor del grupo. La evaluación de la segunda parte de la asignatura, Astropartículas, estará basada en evaluación continua (40%) y examen (60%)

10 Estrategia Evaluativa TIPO DE PRUEBA (4) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN 1,3,4,5,6,7,8,9,12, 13 Pruebas objetivas 14,17,18,22,24,25, 26,27,29,30,31,32, 33,34,35,36 Conocimientos teóricas y prácticos de Astropartículas 50% de la asignatura Pruebas de respuesta corta Pruebas de desarrollo Trabajos y Proyectos 1,3,4,5,6,7,8,9,12, 13 14,17,18,22,24,25, 26,27,29,30,31,32, 33,34,35,36 Participación activa en el proyecto internacional. Realización de las tareas concretas asignadas en el grupo de prácticas. Capacidad de liderazgo. 25% de la nota final de la asignatura Evaluación continua del proyecto internacional 50% 1,3,4,5,6,7,8,9,12, 13 Contenido científico de la presentación. Calidad de la presentación. 25% de la nota final de la asignatura Informes memorias de prácticas 14,17,18,22,24,25, 26,27,29,30,31,32, 33,34,35,36 Corrección y precisión de las respuestas a las preguntas finales Calificación de la presentación del proyecto internacional 50% Pruebas de ejecución de tareas reales y/o simuladas Escalas de actitudes Técnicas de observación Portafolios [Otra (especificar)] [Otra (especificar)]

11 (4) Las filas de este apartado, podrá ser eliminadas sólo en el caso en que el profesorado estime que no procede o no realiza estas acciones. 10. Resultados de aprendizaje Opcional. Sólo es obligatorio si se especifica en la Memoria del Título de Grado/Máster Según la memoria del Grado en Física, los resultados del aprendizaje que adquirirán los Graduados en Física son referentes al título (cuando completen su periodo formativo). 11. Cronograma/Calendario de la asignatura [En las guías docentes la planificación temporal de la programación sólo tiene la intención de establecer unos referentes u orientaciones para presentar la materia atendiendo a unos criterios cronológicos, sin embargo son solamente a título estimativo, de modo que el profesorado puede modificar si así lo demanda el desarrollo de la materia dicha planificación temporal. Es obvio recordar que la flexibilidad en la programación tiene unos límites que son aquellos que plantean el desarrollo de materias universitarias que no están sometidas a procesos de adaptación del currículo]. Descripción del Cronograma

12 SEMANA Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total Semanas de Astrofísica de Altas Energías Clases teóricas de Astrofísica de Altas Energías Preparación del proyecto práctico en equipo internacional Semana Proyecto Práctico en Equipo Internacional de Astrofísica de Altas Energías Semanas de Astropartículas Clases teóricas de Astropartículas y examen (5) NOTA: En caso de que la asignatura sólo abarque un cuatrimestre eliminar cuadro que no procede