LM in Fisica: Piano di studio in Fisica Nucleare e Subnucleare

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1 LM in Fisica: Piano di studio in Fisica Nucleare e Subnucleare Il corso di Laurea Magistrale in Fisica con indirizzo Fisica Nucleare e Subnucleare fornisce allo studente approfondimenti disciplinari, che estendono e rafforzano le conoscenze acquisite nel percorso triennale, in particolare nello specifico settore della Fisica Nucleare e Subnucleare. Il corso prevede corsi obbligatori e corsi a scelta, che possono permettere allo studente approfondimenti tematici sui piu recenti sviluppi della Fisica tenendo anche conto delle competenze scientifiche della sede. I principali obiettivi formativi del corso di studi sono: Sviluppo delle conoscenze specifiche in modo da formare solide basi perproseguire studi in master, dottorati e scuole di specializzazione Sviluppo delle capacità di soluzioni di problemi a tematiche nuove inserite in ambiti di ricerca e lavorativi Sviluppo delle capacità di comunicare in modo chiaro e inambiguo le conoscenze e i risultati ottenuti

2 Gruppi di ricerca afferenti: Gruppo ATLAS Gruppo AUGER Gruppo CALET Gruppo DAMA Gruppo FERMI Gruppo JEM-EUSO Gruppo JLAB12 Gruppo LHCb Gruppo MAMBO Gruppo NA62 Gruppo ROG Gruppo WIZARD

3 Esperimento+ATLAS+ Il gruppo di ricerca ATLAS si occupa di fisica delle particelle elementari attraverso lo studio delle collisioni protone-protone prodotte al collisore LHC del CERN di Ginevra. Ha partecipato alla costruzione dei rivelatori RPC per il trigger a muoni e ora partecipa all analisi dei dati. Principali progetti di ricerca - rivelatori innovativi a gas e a stato solido - analisi dati (studio delle proprieta del bosone di Higgs, ricerca di nuove particelle) - argomenti per tesi magistrali - studi di un rivelatori al diamante di nuova concezione - rivelatori a gas a piccola gap con alta risoluzione temporale (< 1ns) - studio delle proprieta del Bosone di Higgs docenti di riferimento / contatti: Prof.Anna Di Ciaccio

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5 Gruppo di Fisica degli Acceleratori+ Gruppo+ coinvolto+ in+ auvità+ di+ punta+ in+ Italia+ e+ all estero,+in+se=ori+di+avanguardia.+ + Se=ore+ in+ grande+ sviluppo:+ la+ domanda+ di+ persone+qualificate+è+superiore+all offerta.++ + Campo+ interdisciplinare+ in+ cui+ si+ ricercano+ persone+ da+ ambi;+ diversi:+ dall ele=romagne;smo+ classico+ alla+ fisica+ dei+ plasmi,+ dalla+ fisica+ delle+ alte+ energie+ all ouca+ non+ lineare,+ dalla+ fisica+ delle+ superfici+ all ele=ronica.+ + Principali)proge-)di)ricerca) ELI1NP:+responsabilità+della+diagnos;ca+per+il+proge=o+europeo+per+la+realizzazione+di+una+ sorgente+di+raggi+γamma+ad+alta+brillanza.+ SPARC_LAB:+una+delle+più+avanzate+macchine+per+lo+sviluppo+della+fisica+degli+acceleratori,+ ospitata+ai+laboratori+di+frasca;,+comprende+una+sorgente+compton,+una+thz,+un+fel+e+in+ futuro+uno+stadio+per+l accelerazione+a+plasma.+ ODRI2D:+ un+ proge=o+ tra+ l INFN+ e+ i+ laboratori+ di+ DESY+ in+ Germania+ per+ lo+ sviluppo+ di+ una+ diagnos;ca+per+fasci+di+alta+brillanza+ CHAOS:+ sviluppo+ di+ un+ nuovo+ sistema+ di+ controllo+ per+ acceleratori+ basato+ su+ una+ archite=ura+cloud1like+ ContaU:+Do=.+Alessandro+Cianchi:+alessandro.cianchi@roma2.infn.it+

6 Esperimento+CALET+ CALET(acronimodiTelescopeCALorimetericElectron)èunamissioneinternazionaleinfasedi sviluppocheprevedel installazionediunostrumentosullastazionespazialeinternazionale (ISS).SaràlanciatodaunrazzogiapponeseedinstallatosullaISSnel2015. CALETfaràmisurediraggicosmicicarichi(eleGroni,protonienucleicarichi)eraggigammafino allealjssimeenergie. + Argomen;+per+tesi+magistrali+ - Studiodelladiscriminazioneleptone/adroneneiraggicosmiciconlostrumentospazialeCALET abordodellaisstramitesimulazioneedanalisidida;difascio. - StudiodellacomponentenucleareconlostrumentospazialeCALETabordodellaISStramite simulazioneedanalisidida;difascio. ) ) Docente+di+riferimento+/+contaU++ DoG.ssaRobertaSparvoli roberta.sparvoli@roma2.infn.it

7 Esperimento CALET Missione da portare a bordo della ISS nel 2015 per misure di elettroni, gamma e raggi cosmici. Necessità di studiare le prestazioni del rivelatore per la discriminazione leptone/adrone sia con simulazioni MC che con dati presi all SPS del CERN.

8 Esperimento+JEM1EUSO+ JEMVEUSO è un nuovo Jpo di osservatorio cosjtuito da un telescopio a grande lente molto veloce che sarà istallato all'esterno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). JEMVEUSO (EUSO per "Extreme Universe Space Observatory") ujlizzerà il grande volume di atmosfera terrestrecomeunrivelatorediparjcelledienergiasuperiorea10^19ev.jemveusoosserverài brevi lampi di luce nell'atmosfera terrestre causaj dalle parjcelle di aljssima energia provenienjdallospazioprofondo. E' stato realizzato un precursore, EUSOVBalloon, che ha volato su un pallone stratosferico ad un'altezza di circa 40 km nell'agosto E' in corso di istallazione presso il sito dell'esperimentotelescopearrayinutahunsecondoprecursoredinomeeusovta. Un terzo precursore, MiniVEuso, da istallare all'interno della ISS di fronte alla finestra trasparenteairaggiuv,èincorsodirealizzazione. + + Argomen;+per+tesi+magistrali+ ) ) Docente+di+riferimento+/+contaU DoG.MarcoCasolino Marco.casolino@roma2.infn.it

9 Esperimento JEM-EUSO Misure di raggi cosmici di Ultra-alta energia dalla Stazione Spaziale Internazionale. Realizzazione HW per precursori su pallone (EUSO-Ballon), a terra (EUSO-TA) e nello spazio (Mini-Euso). Sviluppo SW per acquisizione ed analisi dati.

10 L esperimento LHCb a LHC L esperimento LHCb è un complesso rivelatore di particelle (con uno spettrometro) in grado di rivelare le interazioni fondamentali scaturite dall interazione protone-protone all acceleratore LHC. Scopo dell esperimento è la verifica del modello standard delle interazioni fondamentali, attraverso molte misure nel settore della fisica del flavour (violazione della simmetria CP, decadimenti rari etc ). Il rivelatore LHCb si trova in una sala sotterranea 90 m sottoterra Rivelatore di muoni Magnete dipolare Calorimetri Regione d interazione e rivelatore di vertice In evidenza in evento ricostruito Rivelatori RICH

11 Ilgruppo+LHCb+elesueaavità L esperimento LHCb si occupa della fisica del flavour ad LHC. In particolare fa misure di violazione di CP e di dacadimenti rari dei quark pesant b e c. Ha partecipato alla realizzazione del rivelatore di muoni dell esperimento e attualmente è coinvolto nelle seguenti attività: " Manutenzione dell attuale sistema e turni di presa dati sull esperimento; " Progetto di upgrade per la presa dati ad alta luminosità (2018): attività nel sistema di acquisizione del rivelatore di muoni; o Progettazione e implementazione del firmware di readout delle schede di acquisizione del rivelatore di muoni; o Attività software (e hardware) nel sistema di controllo " Attività di analisi dei dati raccolti (3 fb -1 ); o Analisi e misura dei decadimenti dei mesoni B (compresi B s e B c ) o Spettroscopia adronica nei decadimenti dei mesoni B e osservazione di nuove risonanze o Misure di violazione di CP nei mesoni B o Misure di polarizzazione

12 Gruppo+MAMBO+(MAMi&BOnn)++ IlgruppodiricercaMAMBOsioccupadifisicadelleparJcelleelementari, agraversolostudiodellastrugurainternadelprotoneedelneutronepressogli acceleratoridielegronimamiamainzedelsaabonn.daglielegronisiofene, medianteilprocessodi Bremsstrahlungcoerente,unfasciodifotonipolarizzaJ che,incidendosuunbersagliodiidrogenoodeuterio,eccitanoilnucleonenellesue risonanze.ilgruppoèresponsabiledellarealizzazionediuncalorimetrodibgo (oamizzatoperrivelazionedifotoni)ediunrivelatoreamrpc(rivelatoreditempo divoloperparjcellecariche). Principali+progeU+di+ricerca+ - StudiodeimeccanismidieccitazionedelnucleoneaGraversolafotoproduzionedi η, η', ωealtrimesoni VContributodelLightVbyVLightalmomentomagneJcoanomalodelmuone Argomen;+per+tesi+magistrali+ - StudiodellarispostadelcalorimetrodiBGOedelrivelatoreaMRPC,calibrazione, messaapunto; - Partecipazioneall'esperimentoeanalisideidaJacquisiJ Docen;+di+riferimento+/+contaU:dr.RacheleDiSalvo(disalvo@roma2.infn.it)/dr. AlessiaFanJni(fanJni@roma2.infn.it)

13 Acceleratore ELSA a Bonn Esperimento BGO-OD a Bonn Calorimetro di BGO Esempio di dati acquisiti con BGO: rivelazione di π 0 o di ηnel calorimetro π η MRPC Struttura Principio di funzionamento

14 Gruppo+NA62+ IlgruppodiricercaNA62sioccupadifisicadelleparJcelleelementariaGraversolostudio _ deldecadimentoultrararok ++ 1>+π ++ ν νpressol'spsdelcern. Ilgruppohalaresponsabilita'dellaprogeGazione,costruzioneeinstallazionedeltriggerdel calorimetroelegromagnejcoakryptonliquidodell'esperimento. Principaliprogeadiricerca - SviluppodinuovialgoritmiperlaricostruzionediclusternelcalorimetroeleGromagneJco dell'esperimento - SviluppodinuovialgoritmiperlaricercadidecadimenJrarioproibiJ ArgomenJpertesimagistrali - Sviluppodialgoritmiadalteprestazionisulogicheprogrammabiliperiltriggerereadout delcalorimetro - AnalisidaJperricercadidecadimenJrariesegnalidinuovafisica DocenJdiriferimento/contaa: AndreaSalamon(andrea.salamon@roma2.infn.it), GaetanoSalina(gaetano.salina@roma2.infn.it)

15 L'esperimento+NA62+al+CERN+e+le+aUvita'+a+Tor+Vergata+ _ K + π + ν ν BR SM = (8.5 ± 0.7) x Il calorimetro: canali, 27 X 0 Attivita' a Tor Vergata: il trigger del calorimetro elettromagnetico Ricostruzione dei cluster elettromagnetici in meno di 100 us: 36 schede 9U in 3 crate con piu' di 200 logiche programmabili (FPGA) ad alta complessita'.

16 Gruppo+WiZard+ IlgruppodiricercaWiZardsioccupadifisicafondamentaledelleparJcelleelementariaGraverso lostudiodiraggi+cosmici+nello+spazio. LostudioècondoGograzieadapparaJdimisuramontaJsupallonistratosferici,satelli;e stazionispazialiorbitan;. Principali+progeU+di+ricerca+ - PAMELA+(satelliteperanJmateriaeraggicosmici,inpresadaJ); - CSES/Limadou+(strumenJdaistallareabordodelsatellitecineseCSESperlostudiodipossibili interazionilitosfera/ionosferalegateadaavitàsismichedellaterra); + Argomen;+per+tesi+magistrali+ - PAMELA:Analisidieven;dinaturasolareconl esperimentospazialepamela - PAMELA:Studiodellamodulazionesolarenellemisurediraggicosmiciconl esperimento spazialepamela - CSES/Limadou:MisuredicampoeleMricoinlaboratorioedincameraaplasmaconilrivelatore dicampoelemricodell'esperimentocses/limadou - CSES/Limadou:)Testecalibrazionedelrivelatoredipar;celledell'esperimentoCSES/Limadou ) Docen;+di+riferimento+/+contaU DoG.ssaRobertaSparvoli DoG.MarcoCasolino roberta.sparvoli@roma2.infn.itmarco.casolino@roma2.infn.it Prof.PiergiorgioPicozza piergiorgio.picozza@roma2.infn.it

17 Esperimento PAMELA Misure di raggi cosmici galattici, solari, intrappolati. Studio di antimateria nei raggi cosmici e ricerca di materia esotica. Analisi dati di raggi cosmici galattici, modulazione ed eruzioni solari. Esperimento CSES/Limadou Studio di precursori di eventi sismici dallo spazio con satellite della collaborazione Italia-Cina. Realizzazione HW e SW di bordo per acquisizione ed analisi dati.

18 Gruppo Fermi Il gruppo di ricerca Fermi si occupa di fisica delle particelle elementari attraverso lo studio di raggi cosmici e raggi gamma con il rivelatore spaziale Fermi Large Area Telescope. Principali progetti di ricerca - Ricerca di Segnali di Materia Oscura dallo spazio - Studio dell origine dei raggi cosmici - argomenti per tesi magistrali - Limiti su modelli di dark matter da misure di raggi gamma dal centro galattico - Studio di nuovi rivelatori per nuovi rivelatori per ragi gamma contatti: Aldo Morselli aldo.morselli@roma2.infn.it

19 Pagina Web dell esperimento Principali pubblicazioni Glast_Pub.html Conferenze recenti ~morselli/conferences.html Per costruirsi il modellino dell esperimento: ~morselli/glastpapermodel.pdf

20 Gruppo JLAB12 Il gruppo di ricerca JLab12 si occupa di fisica nucleare e delle particelle elementari studiando la struttura interna di nucleoni e nuclei, tramite diffusione di elettroni e fotoni polarizzati su bersagli di idrogeno e deuterio polarizzati, presso il Thomas Jefferson Laboratory a Newport News (VA) negli USA. Il gruppo ha partecipato alla realizzazione di un bersaglio polarizzato di molecole di HD ed ad un rivelatore di elettroni a piccolo angolo. Principali progetti di ricerca - Studio delle risonanze barioniche e mesoniche - Ricerca del mediatore della interazione tra materia oscura e materia ordinaria Argomenti per tesi magistrali - Analisi dati per la misura di osservabili di polarizzazione nelle reazioni di fotoproduzione di mesoni su nucleoni - Calibrazione ed analisi dati dell esperimento HPS per la rivelazione del fotone pesante. Docenti di riferimento / contatti: Prof.ssa Annalisa D Angelo (annalisa.dangelo@roma2.infn.it)

21 HD ice In-beam cryostat Forward Tagger

22 Gruppo DAMA Il gruppo di ricerca DAMA si occupa di Fisica delle particelle elementari, di Fisica nucleare e di Fisica delle astroparticelle attraverso lo studio di molti processi rari presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell INFN. In particolare, investiga con approccio di rivelazione diretta la presenza di particelle di materia oscura nell alone galattico. Esso sviluppa rivelatori nuovi e/o piu radiopuri. Le ricerche sono condotte in collaborazione con ricercatori di molte istituzioni straniere, in particolare dell IHEP- Beijing e INR-Kiev. Al gruppo di Tor Vergata appartiene la spokesperson della collaborazione internazionale. Sito web: people.roma2.infn.it/dama/ Principali progetti di ricerca - Il gruppo di Tor Vergata contribuisce a tutte le fasi inerenti le realizzazioni degli apparati e delle misure di basso fondo realizzate in sotterraneo e alla analisi dati Argomenti per tesi magistrali - Studio della componente particellare di materia oscura nell Universo - Ricerca di modi di decadimento doppio beta in cristalli scintillatori isotopicamente arricchiti - Sviluppo e caratterizzazione di scintillatori a basso fondo intrinseco docenti di riferimento/contatti: Prof. R. Bernabei people.roma2.infn.it/bernabei/ 1 ottobre ore 11:00-13:00 e 14:30-16:30

23 #$%&'((')*+$*,," *$,%+-.//'$.+" F'7*(*&G" 0/1+2.$&*,%&34*'&*5,,6'/&*7.((.,4*,2'&./*',+%73/',.,'/1+2.$&*, 7+//.('&*8,%&'9*(*&':,,4.((',2'&./*'8,'%%*+$*,%+('/*8,4.7'4*2.$&*, $37(.'/*,/'/*8,*$,6'/&*7+('/.,4+66*+,4.7'4*2.$&+,9.&',*$,;'/*, *%+&+6*8,<==,>,%;*(366+,4*,/*;.('&+/*"

24 Gruppo Auger Il gruppo di ricerca Auger si occupa di fisica astroparticellare attraverso lo studio dei raggi cosmici di altissima energia presso l Osservatorio Pierre Auger situato a Malargüe (Mendoza, Argentina Ha partecipato alla realizzazione del telescopio di fluorescenza utilizzato per la rivelazione dello sviluppo longitudinale degli sciami di particelle in atmosfera prodotti dai raggi cosmici. Principali progetti di ricerca - AUGER: studio dei raggi cosmici di altissima energia (10 20 ev) - AMY: studio dell emissione di radiazione al GHz da uno sciame di particelle. - argomenti per tesi magistrali - Analisi dei dati dell Osservatorio Pierre Auger. - Misura e caratterizzazione di processi di emissione di radiazione al GHz da sciami di particelle. docenti di riferimento / contatti: V. Verzi / valerio.verzi@roma2.infn.it / Tel

25 L Osservatorio Pierre Auger Air Microwave Yield (AMY) BTF area D T A B C electron beam Si avrà la possibilità di analizzare i dati del più grande rivelatore di particelle mai costruito dall uomo e di contribuire alla scoperta dell origine dei raggi cosmici di altissima energia. Si avrà la possibilità di contribuire allo sviluppo di una nuova tecnica di rivelazione degli sciami di particelle facendo delle misure p r e s s o g l i acceleratori con una camera anecoica.

26 Elenco2 + ELENCO+1+1+CFU+6 FIS/05FisicadelleAstroparJcelle FIS/05RelaJvitàeCosmologia1 FIS/05OndeGravitazionali FIS/06FisicadeiSistemiDinamici ELENCO+2+1+CFU+6(se+non+altrimen;+indicato) FIS/01EleGronica1 FIS/01EleGronica2 FIS/01FisicaComputazionale(8CFU) FIS/01FisicadellaGravitazione(Gravita;onalPhysics) FIS/01LaboratoriodiGravitazione FIS/01ParJcleAcceleratorsforScienceandInterdisciplinaryApplicaJons FIS/02FisicaTeorica1 FIS/02FisicaTeoricaSpecialisJca FIS/02TeoriadeiCampieParJcelle1 FIS/02TeoriadeiCampieParJcelle2 TraicorsiFIS/02siconsigliailcorsoTeoriadeiCampiePar;celle1 FIS/03FisicadeiPlasmi FIS/03FisicadeiSolidi FIS/03FisicadelNeutroneeApplicazioni FIS/03MaterialieFenomeniaBasseTemperature FIS/03MeccanicaStaJsJca2 FIS/03TeoriadeiSolidi FIS/03TeoriaQuanJsJcadellaMateria FIS/04AcceleratoridiParJcelle(Par;cleAcceleratorsforScienceandInterdisciplinary Applica;ons) FIS/04FisicaAdronica FIS/04FisicadelleParJcelleElementari2 FIS/04MetodologieSperimentaliperlaRicercadeiProcessiRari FIS/04NuclearSciencesandApplicaJons FIS/04Radioaavità(Radioac;vity) FIS/05AstrofisicadelleAlteEnergie FIS/05FisicadelleAstroparJcelle FIS/05FisicaSpaziale FIS/05RelaJvitàeCosmologia1 FIS/05RelaJvitàeCosmologia2 FIS/06FisicadeiSistemiDinamici FIS/06FisicadeiSistemiDinamici FIS/07FisicaBiologica1 FIS/07TeoriadeiSistemiaMolJCorpi(8CFU)