Foto del docente

Mauro Villa

Professore ordinario

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/01 FISICA SPERIMENTALE

Temi di ricerca

Parole chiave: quark pesanti Luminosità annichilazione p-pbar Fisica delle particelle Violazione della simmetria CP Fisica nucleare e subnucleare bosone di Higgs MAPS CMOS Rivelatori a pixel rivelatori sottili

  1. Esperimento ATLAS (CERN). Teorie di supersimmetria (SUSY) e misure sul quark top. Progettazione e realizzazione rivelatore LUCID. Misure di Luminosità dell'acceleratore LHC. Elettronica di lettura.
  2. Ricerca su rivelatori di traccia a pixel attivi da utilizzare negli esperimenti della prossima generazione di grandi acceleratori. Studio di matrici MAPS CMOS realizzati in tecnologia STM 130 nanometri. Realizzazione di un sistema di lettura ed acquisizione completa per attività di test su fasci di particelle.
  3. Esperimento HERA-B, presso l'accelleratore Hera del Desy. Caratteristiche di produzione di mesoni J/psi e di mesoni con quark beauty in interazioni p-A a 42 GeV di energia nel centro di massa. 
  4. Collaborazione LHC-b: studi relativi alla violazione di simmetria CP nelle interazioni deboli.
  5. Esperimento OBELIX del CERN. Fisica dell'annichilazione antiprotone-protone a riposo in idrogeno liquido, gassoso a NTP e a bassa pressione.
  6. Fenomenologia: i risultati ottenuti negli esperimenti Obelix e Hera-B sono stati oggetto di analisi fenomenologiche separate; per l'esperimento LHC-b, nel 2000, ha prodotto una analisi globale di tutti i dati disponibili sulla matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.


1) Nell'esperimento OBELIX e' stata studiata la fisica dell'annichilazione antiprotone-protone a riposo in idrogeno liquido, gassoso a NTP e a bassissima pressione, su diversi canali di reazione a due o piu' corpi. In particolare le ricerche sviluppate dal prof. Villa su alcuni canali di annichilazione in due e tre corpi hanno contribuito a chiarire la dinamica dello stato iniziale del protonio. Di particolare interesse, nei canali a tre corpi sono state quelle ricerche volte all'individuazione di mesoni esotici (glueball) e alla misura delle loro caratteristiche di massa, larghezza di decadimento e dei rapporti di diramazione. 2) Nell'esperimento Hera-B sono state misurate le caratteristiche di produzione di mesoni J/psi e di mesoni con quark beauty in interazioni protone-nucleo a 42 GeV di energia nel centro di massa. Utilizzando sia nuclei leggeri (carbonio) che pesanti (tungsteno) e' stato possibile chiarire la dinamica di produzione dei quark pesanti a bassa energia e misurare l'effetto introdotto dai nuclei di diverso numero atomico. Le misure sui mesoni J/psi si collocano in un filone di ricerca attivo da diversi anni dove esistono diversi risultati, pochi pero' sono quelli di statistica e precisione comparabili con quelli dell'esperimento Hera-B. Nella fisica dei quark-b a bassa energia esistono poche misure: l'esperimento Hera-B ha quadruplicato il numero di quark b osservati in urti p-A a bassa energia. 3) Nell'esperimento ATLAS al Cern si occupa di ricerche di particelle supersimmetriche (SUSY) e di quark top. L'esperimento e' volto all'individuazione dei limiti del Modello Standard delle Interazioni Fondamentali, cosi' come e' conosciuto sperimentalmente oggi, attraverso lo studio di urti protone-protone ad altissima energia (14 TeV nel centro di massa). Obbiettivo principale dell'esperimento e' l'osservazione del bosone di Higgs e la verifica delle estensioni al modello standard (teorie della supersimmetria: SUSY, mSUGRA, extra -dimensions ecc). 4) I risultati delle misure negli esperimenti Obelix e Hera-B sono stati oggetto di analisi fenomenologiche separate. Sulle tematiche dell'esperimento Obelix e' stata fatta una review completa della dinamica di annichilazione in due mesoni. Sulla fisica della produzione del mesone J/psi e' stato fatto uno studio fenomenologico basato sulla teoria Non Relativistic QCD e su tutte le misure di produzione J/psi e psi' in urti p-A attualmente disponibili. Altre analisi fenomenologiche hanno riguardato lo studio della violazione della simmetria CP nei decadimenti e lo studio degli elementi della matrice CKM. In tale studio, che ha coinvolto tutte le misure rilevanti disponibili all'epoca, ha permesso di determinare con la maggiore precisione possibile i diversi parametri fondamentali. Misure eseguite successivamente hanno confermato le nostre determinazioni fenomenologiche. 5) Ricerca e sviluppo su rivelatori sottili e MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors): si tratta di un progetto volto alla realizzazione di rivelatori di traccia particolarmente sottili (da 50 a 150 micrometri) e di rivelatori a pixel attivi (MAPS) da utilizzare negli esperimenti della prossima generazione di grandi acceleratori (ILC - International Linear Collider e SuperB factory). Questi rivelatori saranno caratterizzati dalla diminuzione degli effetti strumentali dovuti allo scattering multiplo e pertanto permetteranno una maggiore precisione nella determinazione dei parametri di traccia. Caratteristica particolarmente interessante per gli esperimenti di alta energia e' la progettazione dell'intera catena di lettura dei rivelatori in modo da poter essere utilizzati nel primo (e piu' influente) livello di trigger. Quest'ultimo aspetto e' di particolare rilevanza ed interesse in quanto si tratta della prima realizzazione al mondo di tale lettura.

Ultimi avvisi

Al momento non sono presenti avvisi.