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Andrea Alici

Professore associato

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/01 FISICA SPERIMENTALE

Curriculum vitae

Informazioni personali:

Cognome: Alici

Nome: Andrea

Data di nascita: 9 Marzo 1974

Luogo di nascita: Rimini

Nazionalità: Italiana

Indirizzo: Dipartimento di Fisica dell'Alma Mater Studiorum Università di Bologna

Email: andrea.alici3@unibo.it

 

Carriera:

  • 13 Marzo 2001: conseguimento della Laurea in Fisica presso l’Alma Mater Studiorum Università di Bologna con tesi dal titolo "Studio e sviluppo di rivelatori a piani resistivi multigap per il Time of Flight dell’esperimento ALICE".
  • 8 Luglio 2005: conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Fisica con tesi dal titolo "Realizzazione dei sistemi di qualità nella costruzione dei rivelatori basati sulle MRPC (Multigap Resistite Plate Chambers) per il sistema di Tempo di Volo (TOF) dell’esperimento ALICE ad LHC".
  • 2004: Primo premio come migliore comunicazione sezione Fisica Nucleare e Subnucleare al XC Congresso Nazionale della Società Italiana di Fisica (20 – 25 Settembre 2004, Brescia, Italia).
  • 2005 - 2009: Assegno di ricerca di 5 anni dal titolo "Sviluppo di metodiche hardware e software per il controllo di funzionalità dei moduli del rivelatore TOF (Time-Of-Flight) dell’esperimento ALICE ad LHC" presso il Dipartimento di Fisica dell’Alma Mater Studiorum Università di Bologna.
  • 2007: premio di operosità scientifica conferito dalla Società Italiana di Fisica (SIF); 
  • 2010: Posizione di Associate (associated member of the personel) presso il CERN di Ginevra nell’ambito degli esperimenti ad LHC, per svolgere un’attività di ricerca dal titolo "Analisi delle interazioni protoneprotone a LHC con identificazione delle particelle cariche tramite il rivelatore TOF e la PID combinata di ALICE".
  • 2010 - 2013: "Junior Grant" presso il Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi". 
  • 2014 - 2016: Borsa di Studio presso il Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "E. Fermi".
  • 2015 - 2016: Contratto da "Project Associate" presso il CERN di Ginevra per svolgere il ruolo di coordinatore (System Run Coordinator) del rivelatore di microvertice al silicio dell'esperimento ALICE.
  • 28 ottobre 2016: ricercatore a tempo determinato tipo b) presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Alma Mater Studiorum Università di Bologna

 

Attività di ricerca:

Dal 1999 svolgo la mia attività di ricerca ricoprendo un ruolo di primo piano all’interno del gruppo ALICE-TOF di Bologna, responsabile della realizzazione del sistema di misura del tempo di volo (TOF) dell’esperimento ALICE presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN.
ALICE è dedicato (principalmente) allo studio delle collisioni di ioni pesanti (Pb-Pb) fino ad energie nel centro di massa pari a 5.5 TeV/coppia di nucleoni e quindi della materia adronica in condizioni estreme di densità d’energia. Evidenze sperimentali indicano in questo scenario la formazione di un nuovo stato della materia, il Quark Gluon Plasma (QGP), in cui quark e gluoni non sono più confinati in singoli adroni, ma appaiono nella forma di un gas asintoticamente libero.
Il sistema TOF di ALICE è un complesso rivelatore di 140 m2 di superficie ed oltre 150000 canali di lettura in grado di identificare e separare adroni carichi (π, K, p) con impulsi compresi tra 0.5 e 2.5 GeV/c per una separazione a 3σ di π/K, e fino a 4 GeV/c per K/p; tali prestazioni richiedono una risoluzione temporale globale inferiore a 100 ps. Per soddisfare tale richiesta è stata sviluppata appositamente dal gruppo di Bologna una tecnologia innovativa: le camere a piani paralleli resistivi multigap (MRPC), che consentono di ottenere una risoluzione temporale intrinseca inferiore a 50 ps ed una efficienza di rivelazione prossima al 100%. Tali rivelatori, inoltre, possono operare con frequenze di conteggio elevate (alcune centinaia di Hz/cm2) mantenendo inalterate le proprie prestazioni.
L’apparato TOF copre una superficie cilindrica con un raggio interno di 3.7 m, e con accettanza polare | θ-90° | < 45° sull’intero angolo azimutale; l’elemento base del rivelatore è costituito da MRPC di 120 x 7.4 cm2 (area attiva) suddivise in 96 celle di lettura. L’intero sistema, formato da 1593 MRPC, è diviso in 18 settori disposti parallelamente alla direzione dei fasci; in ciascun settore è inserito un SuperModulo costituito da una struttura meccanica contenente a sua volta 5 moduli.

Nell’ambito del mio lavoro di tesi di laurea ho partecipato attivamente all’assemblaggio, allo studio ed allo sviluppo dei primi prototipi di MRPC mai costruiti in Italia, presso i laboratori INFN di Bologna. Le prestazioni di tali prototipi sono state ripetutamente misurate sia con raggi cosmici a Bologna sia utilizzando fasci di particelle cariche al Proton Synchrotron (PS) del CERN; durante questi test mi sono occupato sia dell’allestimento del setup sperimentale che della parte riguardante l’analisi dei dati. Questi studi hanno permesso di migliorare progressivamente le prestazioni di tali rivelatori fino a quelle attuali e di definire la geometria dei singoli elementi modulari (le MRPC strips) ottimale per le richieste fisiche del TOF di ALICE.
Durante il mio dottorato di ricerca sono stato responsabile della produzione di massa delle oltre 1600 MRPC strip per il rivelatore ALICE-TOF a Bologna ed ho avuto la piena responsabilità dei controlli di qualità sui rivelatori assemblati; è stata di mia totale responsabilità la costruzione delle stazioni di test, lo sviluppo del software di monitoraggio, di acquisizione dati e di analisi (utilizzando il software SCADA NI LabVIEW), e la gestione dei database. L’insieme di tali controlli si è rivelato fondamentale per assicurare le stesse prestazioni ottenute con i più recenti prototipi anche con rivelatori prodotti su larga scala.

Dal 1 Gennaio 2005 ho iniziato ad usufruire di un contratto di collaborazione alla ricerca (assegno di ricerca biennale, rinnovato in seguito nel 2007 e nel 2009) presso l’Alma Mater Studiorum Università di Bologna dal titolo "Sviluppo di metodiche hardware e software per il controllo di funzionalità dei moduli del rivelatore TOF (Time-Of-Flight) dell’esperimento ALICE ad LHC". Durante questo periodo ho condiviso la responsabilità per l’assemblaggio dei moduli del rivelatore TOF, strutture contenenti ognuna da 15 a 19 MRPC strip, e dei successivi SuperModuli, composti ognuno da 5 moduli, fino alla definizione di una procedura di montaggio standard ottimale ed ho avuto la totale responsabilità dei controlli di qualità. Dal 2006 ho condiviso la responsabilità dell’installazione dei SuperModuli all’interno dell’esperimento ALICE, della loro messa in funzione e del commissioning dell’intero sistema, inclusa l’elettronica di front-end e di readout ed i sistemi generali come quelli per il raffreddamento dell’elettronica e per la distribuzione del gas. Dal 2007 sono responsabile del DCS (Detector Control System) del rivelatore ALICE-TOF. Dal 2012 al 2016 sono stato System Run Coordinator (SRC) del rivelatore ALICE-TOF, ossia responsabile del corretto funzionamento e della qualità dei dati raccolti dal rivelatore TOF e del coordinamento di tutte le attività di manutenzione e di sviluppo hardware e software sul sistema. Dal 2017 al 2018 ho ricoperto il ruolo di SRC del rivelatore di microvertice (Inner Tracking System, ITS) di ALICE.

Dal 2010 mi occupo del monitoraggio e della rimozione del background indotto da fascio (beam-halo e beam-gas) in ALICE; attualmente sono il responsabile del sistema online di monitor del background e di tutto ciò che riguarda la beam instrumentation in ALICE. Sono inoltre la persona di riferimento dell'intera Collaborazione ALICE presso i working group "LHC Background Study Group (LBS)", responsabile dell’ottimizzazione delle condizioni di background in LHC durante i run di presa dati, ed "SPS and LHC Machine Protection Panel (MPP)", incaricato di gestire i sistemi di protezione di LHC e dei suoi esperimenti contro eventuali rilasci incontrollati di energia immagazzinata nei magneti o nei fasci di particelle. Dal 2015 al 2016 ho ricoperto il ruolo di convener del working group "ALICE PWG-PP Run Conditions". Dal 2012 collaboro con il working group PWG-HF (Physics Working Group – Heavy Flavour), dedicato allo studio degli heavy-flavour, ossia particelle contenenti quark pesanti come il charm ed il bottom, prodotte nelle collisioni ad LHC. Sono direttamente coinvolto nella misura della sezione d’urto di produzione del barione charmato Λc, nel suo canale di decadimento protone + K0S , prodotto in diversi sistemi collidenti e diverse energie. Questa misura è importante per valutare la sezione d’urto totale di produzione del charm alle energie di LHC, ma soprattutto combinando i risultati per diversi sistemi collidenti pp, p-Pb e Pb-Pb si potranno avere importanti indicazioni sulla dinamica del charm all’interno del stato di QGP creato in collisioni Pb-Pb; i quark pesanti infatti hanno il vantaggio di essere creati nelle primissime fasi della collisione tramite processi di hard-scattering con scale di tempi inferiori al tempo di formazione del QGP, e quindi attraversano il sistema interagendo con i suoi costituenti tramite processi QCD sia elastici che inelastici, scambiando energia ed impulso con il mezzo in espansione e fornendo in definitiva una misura diretta della proprietà del QGP. Inoltre, confrontando questa misura con quella ottenuta con i mesoni D si potrà estendere lo studio del rapporto di produzione barione/mesone per le energie di LHC anche al dominio dei quark pesanti.

 

Ruoli di responsabilità all'interno del gruppo ALICE-TOF:

  • Responsabile e supervisore della produzione di massa delle MRPC per il rivelatore ALICE-TOF (2005 – 2006).
  • Responsabile dei test di qualità sulla produzione di massa delle MRPC per il rivelatore ALICE-TOF (2005 – 2006).
  • Responsabile e supervisore dell’assemblaggio, dell’installazione e della messa in funzione dei SuperModuli del TOF di ALICE al CERN (2006 – 2007).
  • Responsabile dei test di qualità sull’assemblaggio dei Moduli e dei SuperModuli del rivelatore ALICE-TOF (2006 – 2007).
  • Responsabile dell’installazione e del commissioning del rivelatore ALICE-TOF all’interno dell’esperimento ALICE (2008).

 

Ruoli di responsabilità all'interno della Collaborazione ALICE:

  • ALICE Period Run Coordinator (Agosto 2012), ossia deputy mensile dell’ALICE Run Coordinator, responsabile del corretto funzionamento e della qualità dei dati raccolti dall’intero esperimento ALICE;
  • ALICE contact person presso il working group LHC Background Study Group (LBS), responsabile dell’ottimizzazione delle condizioni di background in LHC durante i run di presa dati.
  • ALICE contact person presso il gruppo SPS and LHC Machine Protection Panel (MPP), incaricato di gestire i sistemi di protezione di LHC e dei suoi esperimenti contro eventuali rilasci incontrollati di energia immagazzinata nei magneti o nei fasci di particelle.
  • Convener del working group ALICE PWG-PP Run Conditions, responsabile del monitoring e della rimozione del background indotto da fascio dai dati e della misura della luminosità e delle sezioni d’urto per i processi studiati in ALICE.
  • System Run Coordinator (SRC) e DCS expert del rivelatore ALICE – TOF.
  • System Run Coordinator (SRC) e DCS expert del rivelatore ALICE – ITS.
  • Membro del Technical Board di ALICE.

 

Pubblicazioni:

Sono autore e co-autore di oltre 280 pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali (h-index SCOPUS = 64). Ho presentato i risultati della mia attività in numerosi seminari e conferenze nazionali ed internazionali.