Le reti neurali e l'intelligenza artificiale (IA) assumono un ruolo centrale nella ricerca di fisica fondamentale, trovando applicazione in diversi ambiti, dall'analisi dei dati ai sistemi di trigger di alto livello. Parallelamente, risulta cruciale lo sviluppo di tecnologie in grado di massimizzare le prestazioni degli algoritmi di IA e adattarsi alle loro esigenze, con particolare...
La fase High-Luminosity del Large Hadron Collider (HL-LHC) porrà sfide significative alla ricostruzione dei vertici primari, che è cruciale per molte analisi fisiche, a causa del sostanziale aumento del pileup nelle collisioni. Per mitigare questo effetto, l'esperimento CMS aggiornato includerà il MIP Timing Detector (MTD) per misurare il tempo di arrivo delle particelle cariche con una...
Il Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) è un esperimento di nuova generazione a long-baseline progettato per studiare le oscillazioni dei neutrini con una sensibilità senza precedenti. All’interno del complesso del Near Detector, il sistema SAND (System for on-Axis Neutrino Detection) integra GRAIN (Granular Argon for Interactions of Neutrinos), un innovativo sotto-rivelatore a Argon...
In vista della campagna ad alta luminosità del LHC (HL-LHC), si prevede che i requisiti computazionali dell'esperimento ATLAS aumentino notevolmente nei prossimi anni. In particolare, la simulazione di eventi Monte Carlo è altamente dispendiosa dal punto di vista computazionale e la limitata disponibilità degli stessi è una delle maggiori fonti di incertezza in molte analisi. Il principale...
Durante i Run 5 e 6, l'esperimento LHCb opererà a una luminosità istantanea pari a $1.5 \times 10^{34}$ cm$^{-2}$s$^{-1}$. Queste condizioni richiedono un sostanziale upgrade del Calorimetro Elettromagnetico (ECAL), che dovrà sia sostenere alte dosi di radiazione, sia misurare il tempo di arrivo delle particelle incidenti con una risoluzione di poche decine di picosecondi per mitigare il...
The development of a single-photon counter based on superconducting qubits holds great promise for detecting weak and elusive signals, such as axions and high-frequency gravitational waves (HFGWs). Integrating such a detector into the INFN QUAX experiment could significantly enhance its sensitivity in the search for axions.
As part of the INFN Qub-It project, this work focuses on designing an...
L'estensione della presa dati dell'esperimento BESIII (IHEP, Pechino) fino al 2030 ha avviato un programma di miglioramento dell’acceleratore e del rivelatore, che prevede la sostituzione della camera a deriva interna con un tracciatore a GEM cilindriche (CGEM-IT). Il CGEM-IT è composto da tre strati coassiali di triple GEM e ha l’obiettivo di ripristinare l'efficienza, migliorare la...
Since their discovery, neutrinos have captivated physicists worldwide, leading to a multitude of theories and experiments aimed at unveiling their mysterious nature. Despite extensive efforts,numerous open questions remain, and addressing one or more of these questions could profoundly impact our understanding of particle physics and the universe. Consequently, there is a strong motivation to...
Il prototipo micromegas, denominato Paddy-2000, sviluppato nell’ambito del progetto pluriennale di R&D, è in grado di operare sotto grandi flussi di particelle fino a decine di MHz/cm2.
Esso rappresenta un passo significativo verso la costruzione modulare di grandi apparati per futuri esperimenti di fisica delle particelle.
Il rivelatore, delle dimensioni di 50x40 cm2, implementa uno schema...
Nella radioterapia antitumorale con particelle cariche, conoscere la distribuzione di dose rilasciata nel paziente con una precisione pari o migliore del 3% minimizza il rischio di danneggiare tessuti sani. Tuttavia, sia il fascio sia il bersaglio possono subire frammentazione nucleare, causando un rilascio indesiderato di dose nei tessuti sani: le sezioni d'urto di tali processi non sono ben...
I calorimetri destinati alle future Higgs factories dovranno garantire un’eccellente risoluzione energetica per distinguere i decadimenti adronici dei bosoni W e Z. L’algoritmo di Particle Flow (PFA), che combina i dati provenienti da diversi sottosistemi, è particolarmente adatto a questo scopo. Questo contributo presenta lo sviluppo di un calorimetro adronico basato su Micropattern Gaseous...
L’esperimento IDEA, incluso nei Conceptual Design Report sia del Future Circular Collider che del Circular Electron-Positron Collider, si basa sulla tecnologia dual-readout per il sistema calorimetrico del detector, pensata per migliorare sensibilmente la risoluzione nelle misure di energia degli sciami adronici. Questa tecnica sfrutta due differenti tipi di segnale: la scintillazione e...
I collisori di prossima generazione per esperimenti di fisica delle alte energie, come HL-LHC, saranno in grado di offrire una luminosità almeno cinque volte maggiore (ordine $5 \times 10^{34} \, cm^{−2}⋅s^{−1}$) rispetto quanto possono fare i collisori odierni. Questo aumento di luminosità porterà diverse sfide ai rivelatori di prossima generazione, i quali dovranno mantenere un’efficienza di...
L’esperimento FAMU ha superato la metà della campagne di misura previste, il cui obiettivo è migliorare la precisione nella determinazione del raggio del protone attraverso la spettroscopia dell’atomo muonico di idrogeno.
L’esperimento si svolge presso la facility ISIS del Rutherford Appleton Laboratory (RAL) nel Regno Unito e sfrutta un fascio di muoni impulsato per produrre idrogeno...
L’Upgrade II dell’esperimento LHCb impone nuove sfide ai rivelatori Ring Imaging Cherenkov (RICH) in termini di radiazione elevata e aumento della densità di fotoni durante la fase di HighLumi-LHC. Sarà quindi essenziale ridisegnare il layout ottico del rivelatore migliorando la risoluzione dell’angolo Cherenkov ricostruito, con un aumento della granularità spaziale e introducendo...
I momenti di dipolo elettrico sono sonde molto sensibili della violazione di CP e potrebbero rappresentare lo strumento per risolvere alcune questioni lasciate senza risposta dal Modello Standard, come ad esempio l'asimmetria barionica. I recenti sviluppi nella tecnologia degli anelli di accumulazione hanno permesso di proporre un nuovo metodo per l’indagine del momento di dipolo elettrico....
Oltre alle misure sul bosone di Higgs e sulle altre particelle del Modello Standard, il rilevatore dell'esperimento ATLAS viene utilizzato per ricercare nuova fisica oltre il Modello Standard. Un esempio di questa tipologia di studi è la ricerca di particelle cariche a lunga vita media. Se pesanti, queste particelle si muoverebbero molto più lentamente della velocità della luce (β < 1)....
Le tecniche di Intelligenza Artificiale ricoprono un ruolo sempre più rilevante nell'identificazione e ricostruzione in tempo reale degli eventi di interesse negli esperimenti ai collisori di particelle. Questo contributo presenta la strategia e i risultati preliminari ottenuti nel progetto in corso per lo sviluppo di nuovi algoritmi di ricostruzione di muoni basati su reti neurali, adatti...
L'esperimento DUNE, dedicato allo studio della fisica delle oscillazioni di neutrini, è attualmente in costruzione negli Stati Uniti in collaborazione con il Fermilab, dove verrà generato il fascio di neutrini, e il laboratorio sotterraneo SURF (Sanford Underground Research Facility) in South Dakota, dove avranno sede i moduli del Far Detector per la futura presa dati. Questi ultimi sfruttano...
L’esperimento FAMU ha l’obiettivo di misurare la separazione iperfina dello stato fondamentale dell’atomo di idrogeno muonico al fine di stimare il raggio di Zemach del protone con una precisione mai raggiunta, migliore dell'1\%.
L’esperimento si svolge presso la sorgente ISIS al Rutherford Appleton Laboratory (Regno Unito), presso la linea di fascio RIKEN Port1. Qui un fascio di pioni,...
Il Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) è un esperimento di oscillazione di neutrini di nuova generazione, progettato per raggiungere una precisione senza precedenti nello studio delle oscillazioni di sapore dei neutrini. Per raggiungere questi obiettivi, DUNE si baserà su un complesso di rivelatori vicini, essenziale per vincolare le incertezze sistematiche, incluse quelle legate al...
ProtoDUNE-HD è una camera a proiezione temporale ad argon liquido (LArTPC), che sfrutta la tecnologia horizontal drift (HD) per la raccolta della carica. Esso è stato costruito e ha operato presso la Neutrino Platform area del CERN durante il 2024. Si tratta del prototipo del secondo modulo del far detector (FD) del Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), un esperimento di nuova...
WINK è un rivelatore nato per testare, migliorare e validare la tecnologia alla base di Crystal Eye. Quest'ultimo, concepito per la rivelazione di raggi X e gamma (0,1–30 MeV) dallo spazio, ha tra i suoi obiettivi primari lo studio delle emissioni elettromagnetiche provenienti da fenomeni estremi nell'Universo, come, ad esempio, le emissioni prompt dei Gamma Ray Bursts (GRB). Inoltre, grazie...
Il rilevatore di pixel ibrido ITk è costituito da moduli multi-chip che includono complessivamente circa 10000 sensori planari e 400 sensori 3D a tripletti, equipaggiati con chip di front-end sviluppati nell'ambito della collaborazione RD53.
Per garantire un'affidabilità a lungo termine nell'ambiente ostile dell'HL-LHC, è obbligatoria una certificazione di qualità rigorosa.
In particolare,...
The PHeSCAMI project (Pressurized Helium Scintillating Calorimeter for AntiMatter Identification) aims to identify anti-deuterium in cosmic rays by exploiting the existence of delayed annihilations (~μs) expected in a pressurized helium target. The technique relies on measuring the helium scintillation signal (80 nm), which requires a two-stage WLS (Wavelength Shifter) conversion. This...
