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Alessandra Fanfani

Professoressa associata

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/01 FISICA SPERIMENTALE

Temi di ricerca

La linea di ricerca principale è lo studio delle collisioni protone-protone  a LHC registrate con il rivelatore CMS.  Durante il 2010 ed il 2011 sono stati raccolti dati ad energie nel centro di massa pari a 7 TeV e nel 2012 ad un'energia di 8 TeV.  L'attività di analisi dei  dati si concentra sullo studio di processi che coinvolgono la rivelazione di quark pesanti con muoni nello stato finale.

I dati raccolti dall'esperimento CMS durante il periodo di presa dati con raggi cosmici (2008 e 2009) sono stati utilizzati per lo studio delle prestazioni del rivelatore e per misure di fisica dei raggi cosmici quali ad esempio il rapporto tra numero di muoni positivi e negativi.

Un ulteriore argomento di ricerca e' la definizione e sviluppo di strumenti di accesso ed analisi dei dati in ambiente distribuito (Grid), nell'ambito della collaborazione CMS.

 








Il rivelatore di muoni dell'esperimento CMS (Compact Muon Solenoid) e' stato  installato al CERN di Ginevra, dove nel 2010 ha iniziato a prendere dati dalle collisioni protone-protone a 7 TeV del collisionatore LHC (Large Hadron Collider).
L'attivita' di analisi dei dati si concentra sullo studio di processi che contengono muoni nello stato finale.
I dati raccolti nel 2010 sono stati utlizzati per valutare le prestazioni del rivelatore di muoni nel primo periodo di presa dati ad un energia nel centro di massa di 7TeV e per lo studio di processi che coinvolgono quark pesanti nel loro decadimento semileptonico in muoni. L'elevata statistica raccolta nel 2011 consente di effettuare studi nell'ambito della fisica del quarkonio pesante legati a stati adronici inattesi, che sembrano non rientrare nel modello a quark.


Nell'estate del  2009 durante una lunga presa dati di raggi cosmici con campo magnetico (CRAFT, Cosmic Run at Four Tesla), le camere DT (drift tubes) del rivelatore di muoni selezionarono alcune centinaia di milioni di cosmici con il magnete acceso a 3.8 Tesla. Sebbene le DT fossero utilizzate in una configurazione dedicata e con una sincronizzazione ad hoc per raggi cosmici, furono anche effettuati tests specifici per valutare la prestazione aspettata nella configurazione di presa dati da LHC.

Durante la presa dati CRAFT le camere DT e il trigger locale hanno mostrato un buon funzionamento e stabilità.

L'attività di analisi di CMS ha riguardato studi dei dati da raggi cosmici volti principalmente a valutare l'efficienza dei vari sottorivelatori e trigger. I dati da raggi cosmici raccolti hanno inoltre consentito di effettuare misure di fisica dei raggi cosmici come la misura del rapporto tra muoni positivi e muoni negativi da 5GeV/c fino ad 1TeV/c di impulso trasverso dei muoni.

Infine numerosi sono stati gli esercizi di analisi (riguardanti ad es. la fisica del Top, la QCD, la fisica dei B, alcuni aspetti dell'Higgs MSSM ecc.) effettuati anche al fine di testare la funzionalità dell'accesso ai dati reali e a quelli da simulazioni montecarlo.

La simulazione e l'accesso ai dati di CMS avviene in ambiente distribuito “alla Grid” (WLCG, World-wide LHC Computing Grid project) attraverso una serie di strumenti e servizi software e middleware sia proprietari di CMS che condivisi con i vari progetti Grid europeei, nazionali e globali. L'attività di ricerca in questo campo riguarderà lo sviluppo, messa in funzione operativa ed utilizzo di strumenti di accesso ed analisi dei dati in ambiente distribuito.  Nello specifico strumenti per:

• lo spostamento dei dati  in particolare dal CERN al Tier1 italiano di CMS e di seguito ai Tier2 italiani; 

• la preparazione di job di analisi mascherando la complessità del sistema distribuito di calcolo (Grid) all'analizzatore;

• la gestione quotidiana e la verifica del grado di affidabilità dei vari servizi distribuiti nei diversi Tiers;

• la gestione e produzione dei dati simulati.