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Marco Cuffiani

Professore associato confermato

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/01 FISICA SPERIMENTALE

Temi di ricerca

(1) La linea di ricerca principale è lo studio delle collisioni protone-protone
a LHC registrate con il rivelatore CMS.  Durante il 2011 sono stati raccolti
dati ad energie nel centro di massa pari a 7 TeV.  L'attività di analisi dei
dati si concentra soprattutto sullo studio di processi che coinvolgono la
rivelazione di muoni nello stato finale.

(2) Negli ultimi anni sono state portate a termine alcune analisi di collisioni
elettrone-positrone dell'esperimento OPAL al LEP del CERN.  Queste analisi
hanno riguardato principalmente stati adronici e ricerche di nuove particelle.

(3) E' in corso lo sviluppo di una sorgente di elettroni ad emissione di campo
basata su nanotubi di carbonio, per applicazioni in sorgenti di ioni di tipo
ECRIS "Electron Cyclotron Resonance Ion Sources".
L'interesse in queste applicazioni deriva dal fatto che l'iniezione aggiuntiva
di elettroni nella camera al plasma di un ECRIS migliora in modo significativo
le prestazioni della macchina.



(1) L'analisi dei dati di CMS si concentra in particolare
sullo studio di processi fisici che coinvolgono la rivelazione di muoni
nello stato finale. Tra questi, la ricerca del bosone di Higgs in eventi
a quattro muoni e la misura della sezione d'urto di produzione del quark
b in stati finali con un muone di alto impulso trasverso rispetto all'asse
del jet di adroni.   La ricerca della particella di Higgs è uno degli
scopi principali della fisica di LHC, mentre lo studio del quark b si
colloca tra i test più importanti del modello standard, in particolare se
messo in relazione con le analoghe misure effettuate ad energie inferiori.
Le fasi principali di queste analisi consistono nell'ottimizzare la selezione
dei dati per ridurre la frazione di eventi che costituiscono il fondo
rispetto al segnale e nello stimare le incertezze sistematiche sulle misure.

(2) I dati di collisione elettrone-positrone registrati con l'apparato OPAL al  LEP del CERN sono stati utilizzati per ultimare le analisi dedicate, in particolare, alla ricerca di nuove particelle.

(3) Il progetto relativo alle sorgenti di elettroni per emissione di campo si
sviluppa in più fasi.
i) Preparazione delle matrici di nanotubi di carbonio, confinate in uno
stampo di allumina anodica porosa.
ii) Caratterizzazione al SEM per analizzare il grado di riempimento dei pori
e lo stato di crescita dei nanotubi 
iii) Verifica dell'emissione di campo dei campioni. Sono state raggiunte
elevate densità di corrente, fino a 50-60 mA/cm2, a campi elettrici di
moderata intensità, circa 10V/micron.
iv) Simulazione delle proprietà di emissione di campo, da parte dei nanotubi
di carbonio.
v) Test della sorgente in macchina ECRIS.
Si è misurato un aumento del 50% della corrente di ioni in presenza della
sorgente di elettroni. La robustezza della sorgente è stata verificata in
plasma di aria e di azoto. I risultati hanno dimostrato che lo stampo di
allumina non si deteriora sotto l'azione erosiva del plasma, sino a dosi
di 300 C/cm2. Inoltre i nanotubi di carbonio sono ancora in grado di
emettere dopo il trattamento di plasma, grazie all'azione protettiva dello
stampo di allumina. 
 

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