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Stefano Zucchelli

Professore associato

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/01 FISICA SPERIMENTALE

Temi di ricerca

Parole chiave: AlteEnergie decadimento doppio beta senza neutrini CERN LHC-b fisica agli acceleratori di particelle Esperimento sotterraneo ai Laboratori LNGS CUORE CDF Tevatron Collider

Le attivita' di ricerca di Stefano Zucchelli si collocano nell'ambito della fisica delle particelle elementari. La prima linea di ricerca riguarda le interazioni protone antiprotone ad alta energia. La seconda riguarda la ricerca di eventi rari e in particolare quello del doppio decadimento beta senza produzione di neutrini.

-- Prima linea di ricerca

l'attivita' di  ricerca riguarda lo studio delle interazioni protone-antiprotone ad alta energia. Le ricerche si sono svolte  al Fermi National Laboratory (Fermilab) di Chicago, utilizzando il Tevatron Collider,  un anello di accumulazione ed accelerazione di protoni ed antiprotoni fino all'energia di 2 TeV nel centro di massa., e il rivelatore Central Detector Facility ( CDF ) . L'esperimento CDF e' una collaborazione internazionale cui partecipano numerose istituzioni americane giapponesi ed italiane, tra cui  l'Universita' di Bologna e la Sede di Bologna dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Il rivelatore CDF era un apparato multiuso che permetteva di spaziare praticamente in tutti  i campi di studio delle interazioni adroniche.  Di grande importanza scientifica  e' stata la scoperta effettuata  da questo esperimento nel 1994 dell'esistenza del quark “ top” e la misura di precisione della sua massa  e sezione d'urto di produzione .

In particolare il gruppo di ricercatori di Bologna si interessa  in particolare allo studio delle  interazioni adroniche con basso impulso trasferito,  elezionate e catalogate dai trigger di Minimum Bias  e Zero Bias. Gli studi specifici su questi dati hanno condotto a importanti osservazioni, in buona parte nuove, di invarianze di comportamento della componente a basso momento trasferito ( soft interactions ) della produzione di molticorpi adronici, al variare dell'energia nel centro di massa. Per quanto riguarda  il contributo alla costruzione del l'apparato di misura,  il gruppo di Bologna ha collaborato alla costruzione di un calorimetro elettromagnetico ed adronico di nuova concezione.  Lo strumento che innovativamente accoppiava 1'uso di fibre ottiche plastiche ( wave lenght shifter fibre )  con tegole di scintillatore era parte del programma di ristrutturazione del rivelatore CDF  ( Plug e End Cap calorimeters) .  Inoltre il gruppo di Bologna  ha contribuito alla  progettazione e realizzazione del sistema di montaggio (fixture) del supporto meccanico del rivelatore ISL ( Intermediate Silicon Layer) , ammodernamento del rivelatore di vertice VTX di CDF .                             La  presa dati dell'esperimento  CDF, iniziata nel 1987 si e' definitivamente conclusa nel 2011. Attualmente sono in corso di completamento le analisi di fisica.

-- Seconda linea di ricerca

La seconda linea di attitivita'  e' incentrate a  ricerche di fisica “ beyond the standard model “ .  Nello specifico si svolge  nel contesto della fisica dei neutrini non prodotti da macchine acceleratrici  ed  e' principalmente mirata ad evidenziare la natura, di Majorana o di Dirac, del neutrino grazie allo studio del processo di  doppio decadimento beta privo di neutrini  di atomi di Tellurio 130.  L'esperimento denominato  Cuore , acronimo di “ Cryogenic Underground Observatory for Rare Events “  e' attualmente in fase di costruzione  presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.     Il rivelatore bolometrico  e' costituito  da cristalli di ossido di tellurio.   Il gruppo di Bologna  ha  fino ad ora contribuito attivamente alla fase di costruzione del  rivelatore. Nello specifico si e' assunto la responsabilita' di  allestire presso i LNGS un locale per l' immagazzinamento in atmosfera privata di radon, degli oltre mille cristalli di ossido di tellurio e di mettere a punto il database per la gestione dei cristalli  stessi. Inoltre  il gruppo e' responsabile  della delicata  movimentazione degli schermi criogenici del criostato di CUORE . Infine  il gruppo collabora alla messa a punto del sistema di Slow Control  dell'esperimento .

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