L'esperimento ATLAS

ATLAS è un esperimento di fisica delle particelle elementari presso il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, progettato per studiare le interazioni fondamentali della natura a energie fino a 14 TeV nel centro di massa. ATLAS è un rivelatore multiuso capace di caratterizzare processi fisici su una vasta gamma di scale energetiche.

ATLAS ha fornito contributi fondamentali, tra cui la scoperta del bosone di Higgs nel 2012 e la successiva caratterizzazione delle sue proprietà.

La collaborazione conduce un ampio programma di ricerca, che include misure di precisione di fenomeni previsti dal Modello Standard (SM) delle particelle elementari e l'esplorazione di scenari oltre il Modello Standard (BSM). Tra questi, rientrano lo studio di nuove interazioni fondamentali, la ricerca di particelle legate alla Materia Oscura o al Settore Oscuro, l'indagine di fenomeni esotici e l'analisi di modelli teorici come la supersimmetria (SUSY), che ipotizza l'esistenza di partner supersimmetrici delle particelle conosciute.

Il rivelatore ATLAS, il piu’ grande rivelatore costruito ad un collider, è costituito da sottosistemi altamente integrati che formano una struttura cilindrica di 44 metri di lunghezza, 25 metri di altezza,circa 7.000 tonnellate di peso e con piu’ di 100 milioni di canali di elettronica charge-sensitive:

Inner Detector (ID): Responsabile del tracciamento delle particelle cariche, utilizza tecnologie al silicio (Pixel e SCT) e un rivelatore a gas (TRT).
Calorimetria: Combinazione di calorimetri elettromagnetici e adronici, con tecnologie Piombo-Argon liquido, Rame-Argon liquido, Tungsteno-Argon liquido, Ferro-Scintillatore, per misurare energia e direzione di elettroni, fotoni, e jet adronici.
Spettrometro a muoni: Sistema esterno dedicato alla ricostruzione e identificazione dei muoni.
Sistema dei magneti: Include un solenoide superconduttore per il tracciamento delle particelle cariche nell’ID e un imponente toroide superconduttore, il più grande mai costruito, che genera un campo magnetico di circa 0,5 Tesla. Questo campo è essenziale per la misura dell'impulso dei muoni nello spettrometro a muoni.

La raccolta e analisi dei dati sono supportate da una rete planetaria di calcolo distribuito WLCG (Worldwide LHC Computing Grid).

Esperimento Atlas1

Il ruolo del Gruppo di Milano in ATLAS

Il gruppo di Milano, coinvolto sin dalle fasi iniziali del progetto, fornisce contributi significativi sia nello sviluppo hardware che nell'analisi dei dati e negli studi di performance degli oggetti di fisica ricostruiti, contribuendo in modo rilevante al programma scientifico di ATLAS e all'avanzamento della fisica delle alte energie.

Il gruppo di Milano è coinvolto nei seguenti ambiti principali:

Sviluppo e upgrade del rivelatore: Il gruppo ha avuto un ruolo chiave nella costruzione e nelle operazioni del calorimetro elettromagnetico ad Argon Liquido (LAr) e nel rivelatore a Pixel. In vista della fase ad alta luminosità di LHC (HL-LHC) (2030-2041), che aumenterà di un ordine di grandezza il numero di collisioni fornite dall'acceleratore, è in corso un importante upgrade del rivelatore. Il gruppo contribuisce alla costruzione dell'ITk Pixel Detector, che sostituirà l'attuale rivelatore a pixel, e al potenziamento del sistema di lettura e trigger del calorimetro elettromagnetico ad Argon Liquido, migliorandone la risoluzione e la capacità di gestione dell'elevato flusso di particelle previsto a HL-LHC.
Analisi dati: Gli studi del gruppo si concentrano su misure di precisione delle proprietà del bosone di Higgs (sezioni d’urto, accoppiamenti, decadimenti rari), la ricerca della produzione del doppio Higgs, e della fisica del quark top, nonché su ricerche di fisica oltre il Modello Standard (BSM), incluse particelle supersimmetriche, segnature di materia oscura.
Studi di performance: il gruppo ha una lunga esperienza in studi di performance legati alla ricostruzione, identificazione e calibrazione di elettroni e fotoni, spesso utilizzando algoritmi di machine learning e all’ottimizzazione della misura del momento trasverso mancante. Tutti questi studi permettono di migliorare la precisione delle analisi fisiche, affinare le strategie di selezione degli eventi garantendo una migliore interpretazione dei dati sperimentali.
Formazione: il gruppo è attivamente impegnato nella formazione di giovani ricercatori e nella supervisione di tesi di laurea e dottorato. I principali temi di ricerca e le persone di riferimento sono i seguenti:
- Fisica del Modello Standard: Bosone di Higgs e performance di elettroni e fotoni: Leonardo Carminati, Ruggero Turra. Quark top: Lidia Dell’Asta.
- Fisica Beyond Standard Model (BSM): Materia Oscura / Settore Oscuro e performance del momento trasverso mancante: Marcello Fanti, Silvia Resconi. Supersimmetria: Tommaso Lari
- Upgrade dell’elettronica del calorimetro a Liquid Argon, Francesco Tartarelli, Massimo Lazzaroni
- Sviluppo di rivelatori a Pixel di Silicio per l’upgrade del tracciatore di ATLAS, Attilio Andreazza, Saverio D’Auria

Link utili:.

ATLAS Collaboration: https://atlas.cern/

ATLAS Italia: https://web.infn.it/atlas/

LHC Italia: https://lhcitalia.infn.it/

Tesi Fisica delle Particelle

ATLAS - Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
LHCb - Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

ESPERIMENTO ATLAS

Analisi dati:

Proprietà del bosone di Higgs e processi del Modello Standard (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Ricerca di particelle supersimmetriche ed esotiche (gravitone, mini-blackholes, candidati di materia oscura) (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)

Rivelatori di particelle:

Sviluppo di rivelatori a silicio di nuova concezione: sensori, elettronica, interconnessione e meccanica di alta precisione (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Ricostruzione di tracce a livello di trigger con algoritmi fortemente paralleli (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sviluppo di trigger di fotoni ed elettroni per alta luminosità (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)

Computing:

Ottimizzazione di algoritmi di ricostruzione e gestione (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Nuove tecnologie per il processamento di grandi quantità di dati (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)

ESPERIMENTO LHCb

sito del gruppo: https://web.infn.it/lhcb_milano/

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Analisi dati:

Studio di violazione di CP, studio di decadimenti rari, ricerca di nuove particelle
Spettroscopia di stati esotici e barioni pesanti
Long-lived particles

Upgrade del rivelatore:

Progetto di nuovi rivelatori a silicio per la tracciatura di particelle cariche (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sviluppo di dispositivi innovativi di trigger basati sulla ricostruzione in tempo reale di tracce (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sviluppo di algoritmi avanzati di tracking usando tecniche multivariate (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Sviluppo e test di prototipi in laboratorio a Milano e al CERN (contatti: Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo., Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.)
Commissioning del detector al CERN

Vai alla pagina del Gruppo di Fisica delle Particelle

Fisica delle Particelle

Coordinatore: Francesco Tartarelli
Stanza: A/4/C10
Telefono: 02/503 17651
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Sito della Commissione Scientifica Nazionale 1

Attività nelle quali è coinvolta la Sezione INFN di Milano:

Il gruppo di fisica delle particelle di Milano è attivo sia sulla frontiera dell'alta energia sia su quella dell'alta intensità, rispettivamente negli esperimento ATLAS e LHCb al Large Hadron Collider del CERN. Il gruppo di ATLAS Milano ricopre ruolo importante nel calorimetro ad argon liquido, nel rivelatore a pixel di silicio e nel trigger di traccia dell'esperimento. In collaborazione con il centro di calcolo ospita un Tier2 per l'analisi dei dati di LHC. Gli argomenti di fisica trattati riguardano sia misure del Modello Standard (tra cui le proprietà del bosone di Higgs) e la ricerca di nuova fisica, in particolare la produzione a LHC di particelle supersimmetriche o di materia oscura. Il gruppo di LHCb Milano partecipa alla costruzione dell'Upstream Tracker con rivelatori a strip di silicio ed è attivo nell'analisi dati, in particolare nello studio di violazione di CP nel decadimento di adroni contenenti quark b e c. Entrambi i gruppi sono coinvolti nello sviluppo di rivelatori e tecnologie di trigger per l'upgrade degli esperimenti in corso per la fase ad alta luminosita’ di LHC (HL-LHC).

Il gruppo di Milano e’ anche coinvolto in progetti futuri come lo studio di rivelatori al silicio e di calorimetria per un futuro grande collider circolare (FCC) e per lo sviluppo di un futuro collider a muoni (MUCOL).

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LHCb - N. Neri
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RD_MUCOL - Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.