Attività di Ricerca
Interessa diversi settori della Fisica delle Particelle Elementari ed è svolta principalmente presso i Laboratori Internazionali del GRAN SASSO (L'Aquila, Italia), del DESY (Amburgo, Germania) e del CERN (Ginevra, Svizzera) dove attualmente fa parte dell'esperimento ATLAS presso il Large Hadron Collider (LHC).
Documentata da oltre 1100 pubblicazioni su riviste internazionali (Scopus h-index=118, Google Scolar h-index=208) e da numerose relazioni su invito e contributi a conferenze internazionali, coinvolge le seguenti aree specialistiche:
High Energy Physics at LHC
Physics at HERA
Meson Spectroscopy and Antinucleon Physics at LEAR
Phenomenology
Muon Catalyzed Fusion
Cold Fusion
Quantum Mechanics
Particle Detectors
Books & book sections
Fisica presso LHC con l'esperimento ATLAS
Membro della collaborazione ATLAS dal 2002 cui partecipa col Gruppo di Bologna, costituito da circa 20 fisici del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, che ha la responsabilità della realizzazione e manutenzione del luminometro a tubi Cerenkov dell'esperimento e di diversi settori della analisi dei dati.
L'esperimento, progettato per esplorare la frontiera delle altissime energie per mezzo delle collisioni protone-protone, sta compinedo una serie di rilevantissime misure di precisione sulla fisica del Modello Standard e sulla ricerca di nuova fisica come le particelle supersimmetriche.
Tra i risultati ottenuti, il più importante riguarda l'osservazione di una particella di massa 126 GeV compatibile con il bosone di Higgs.
Fisica dei quark pesanti
studio sistematico della dinamica di produzione di quark pesanti da fasci di protoni di altissima energia (oltre 900 GeV). I principali risultati sono: misure di sezioni d'urto di produzione di quark bottom (lavoro Top Cite); limiti sulle sezioni d'urto di produzione di stati a cinque quark (lavoro TopCite).
Fisica con Antiprotoni e Antineutroni
Studi sistematici sulla dinamica della annichilazione nucleone antinucleone e sulla spettroscopia dei mesoni con quark leggeri (up, down e strange).
Tra i risultati più rilevanti la prima misura diretta delle larghezze di decadimento in coppie pioni e kaoni dello stato esotico f0(1500), parametri da cui si determina il contenuto di gluonio, a sua volta, lo stato più rilevante previsto dalla QCD nel regime non perturbativo (media e miglior valore del Particle Data Group).
Seguono altre misure effettuate per la prima volta: stopping power di antiprotoni in idrogeno ad energie inferiori ai 120 KeV e prima osservazione dell'effetto Barkas; stati finali a tre corpi dalla annichilazione antineutrone-protone; reazioni di pontecorvo nel canale antiprotone-deuterio; violazione della OZI-rule.
Fenomenologia
Costante nel tempo, l'interesse per la fenomenologia nei diversi settori della fisica delle particelle e della fisica fondamentale:
‘Neutrino Puzzle' (NP) e Modello Standard del Sole (MSS): in relazione ad alcuni studi sulle costanti di accoppiamento semileptoniche dell'interazione debole, si è stabilità per al prima volta la dipendenza del flusso di neutrini emessi dal sole dalla costante ga(0) valutandone l'impatto sulle previsioni del MSS e sul problema del NP;
effetti di violazione della G-Parità nelle interazioni forti: studio dei principali contributi all'effetto di violazione e proposta di una misura in reazioni di annichilazione antineutrone-protone;
formalismi unitari in spettroscopia mesonica: esposizione dettagliata del formalismo unitario della matrice K nella analisi di stati mesonici risonanti e proposta di una tecnica generale per l’individuazione della base degli stati fisici;
matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa: lavoro sullo stato delle conoscenze degli elementi della matrice CKM (lavoro TopCite);
Fisica dei quark pesanti: studio sistematico della dinamica di produzione di quark pesanti da fasci di protoni di altissima energia (oltre 900 GeV). I principali risultati riguardano la misura di sezioni d'urto di produzione di quark bottom (lavoro Top Cite) ed un limite sulla sezione d'urto di produzione di stati a cinque quark (lavoro TopCite).
interferenza quantomeccanica di elettroni: attraverso fenditure di scala nanometrica ed un sistema di registrazione veloce a pixel posti all'interno di un microscopio elettronico, si sono registrati per la prima volta eventi di singolo elettrone su singola ‘lastra fotografica' ricostruendo off-line la figura d'interferenza e studiando le correlazioni temporali tra gli eventi;
Fusione nucleare catalizzata da muoni (mCF)
Misure di sezioni d'urto di produzione di pioni da fasci di protoni di alta energia per l'estrazione di muoni da utilizzare nella Mcf. Costo energetico di muoni in bersagli di deuterio-trizio.
Fusione Nucleare in Metalli Deuterati
Ricerca di effetti di ‘fusione fredda'.
Tecniche sperimentali
Contributi alla progettazione e realizzazione di rivelatori nell’ambito della fisica delle particelle:
rivelazione di neutroni: progettazione e realizzazione di un innovativo rilevatore basato su vetri al litio immersi nello scintillatore NE213 per spettrometria neutronica nell'intervallo di energia tra 0.5 e 5 MeV;
rivelazione di raggi gamma: progettazione, realizzazione e messa in opera del calorimetro elettromagnetico dell'esperimento Obelix per la rivelazione di gamma nell'intervallo di energia tra 50 MeV ed 1 GeV. Progettazione e realizzazione della elettronica di lettura, del sistema di trigger e del sistema di acquisizione;
sistemi di trigger ed elettronica di read-out: progettazione e realizzazione del sistema di read-out e pretrigger del calorimetro elettromagnetico dell'esperimento Hera-b;
luminometro a tubi Cerenkov: la fase di progettazione ha richiesto una dettagliata analisi delle proprietà ottiche dei metalli per lunghezze d'onda nell'intervallo 300-650 nm. E' seguita la realizzazione ed installazione dello strumento e della elettronica di lettura nell'esperimento ATLAS;
sviluppo di nuovi sensori a pixel per esperimenti di alta energia: studio e sviluppo di nuove matrici di pixel ‘sottili' (con materiali di basso assorbimento energetico) e di architetture di read-out veloci.
