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SIMULAZIONE, STUDIO E ANALISI DI EVENTI INDOTTI DA INTERAZIONI RELATIVISTICHE DI PARTICELLE ELEMENTARI

Le principali linee di ricerca del gruppo, orientate nel campo della fisica nucleare e subnucleare, si sviluppano nell'ambito di grandi collaborazioni internazionali.ALICE è un esperimento a LHC ottimizzato per lo studio delle collisioni tra ioni pesanti. Sfruttando le elevate energie di LHC (fino a 5.5 ATeV), ALICE sta sondando un nuovo stato della materia nel quale i quark deconfinati possono coesistere nello stesso stato quantico, insieme con i gluoni (QGP). Il gruppo ha realizzato il sistema di tracciamento più interno (ITS), per la ricostruzione di vertici, e il rivelatore di tempo di volo (TOF), per l'identificazione di adroni carichi. Un intenso lavoro di R&D su prototipi di camere a piani resistivi a multipla gap (MRPC) ha permesso di ottenere elevate prestazioni, in termini di efficienza (>99%) e risoluzione temporale (~50ps). L'apparato sperimentale, completamente installato e messo in opera con successo, ha preso dati fin dalle primissime collisioni del Run I. L'analisi dei dati raccolti fin dal 2007 con i raggi cosmici e dal Novembre 2009 con le collisioni p-p, Pb-Pb e p-Pb hanno portato la collaborazione a pubblicare per primi i risultati di fisica. Attualmente il gruppo lavora principalmente su tre fronti:- misura della sezione d'urto di produzione del barione Lambda_c;- misura della sezione d'urto di fotoproduzione della risonanza J/Psi in collisioni ultraperiferiche Pb-Pb e p-Pb;- studio del flow in Pb-Pb, attraverso la determinazione del piano di reazione.L'esperimento OPERA ha come scopo lo studio delle oscillazioni di neutrini mediante l'osservazione diretta della comparsa di neutrino tau in un fascio di neutrini mu prodotti al CERN e inviati sul rivelatore situato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). OPERA ha recentemente misurato eventi di tale oscillazione. In tale esperimento, il gruppo è attivamente impegnato nelle operazioni di sviluppo e manutenzione del sistema di scansione automatizzato, nell’analisi dei dati e nel trattamento chimico delle emulsioni. Il sistema di scanning è ottimizzato per avere il massimo delle prestazioni in ciascun tipo di evento. I dati sono processati da infrastrutture di calcolo distribuito.La Collaborazione KM3NeT si propone di costruire una rete di telescopi per misurare neutrini ultraenergetici da astrosorgenti. I rivelatori saranno ubicati sul fondo del mar Mediterraneo (in posizione privilegiata rispetto al centro della Via Lattea) al largo di Tolone (Francia, sito che già ospita il rivelatore di ANTARES), di Capopassero (Italia) e di Pylos (Grecia), e misureranno i fotoni prodotti nell'acqua marina dagli sciami di particelle cariche generate dall'interazione dei neutrini. Gli sciami sono tanto più estesi quanto più grande è l'energia dei neutrini incidenti e per questo si punta a strumentare volumi dell'ordine del Km3. L'esperimento ANTARES, da anni in presa dati, ha già dimostrato la fattibilità di esperimenti di questo tipo. L'installazione nel sito di Capopassero di un'intera torre (NEMO fase 2) che ha preso dati nel 2013 e 2014, il test di una nuova unità di rivelazione ospitata su una linea di ANTARES e quello di un rivelatore costituito da tre unità a Capopassero hanno avuto successo.Entro la fine del 2015 a Capopassero è prevista l’installazione di linee di rivelazione in configurazione di torri e stringhe: sarà così realizzato il primo nucleo del rivelatore italiano partecipante a KM3NeT. Il gruppo di Salerno si occupa della costruzione del software di gestione dell'acquisizione, del database e di analisi dati.La radiografia muonica di vulcani mediante emulsioni nucleari si presenta come una tecnica relativamente economica e promettente per lo studio delle dinamiche interne e la sorveglianza sul medio termine di strutture vulcaniche attive. Nel 2014 è stato siglato un accordo bilaterale Italia-Giappone di cooperazione tra INFN, INGV ed ERI (Earthquake Research Institute - Tokyo) per dare impulso a queste ricerche.