Attività di Ricerca

Il gruppo di Fisica Astro-Particellare (laboratorio APP)   si occupa di progettare, costruire, far funzionare rivelatori di particelle  e analizzare i dati di diversi esperimenti, operanti nello Spazio e sulla Terra. Questi esperimenti mirano ad una maggiore comprensione delle interazioni fondamentali: AMS-02, ATLAS, AMBER, Limadou-HEPD.

Esperimento AMS-02

AMS e’ un esperimento delle alte energie ospitato sulla Stazione Spaziale Internazionale. E’ basato su uno spettrometro magnetico per misurare la radiazione cosmica carica fino a energie del TeV.  Il progetto e’ iniziato nel 1995 da un’idea del premio  Nobel Prof. S. Ting  del MIT, del Prof. R. Battiston  e altri.  AMS-01   ha volato sullo Shuttle nel 1998. 
AMS-02 lanciato nel 2011  e’ una  collaborazione internazionale di più di 600 fisici che  ha inaugurato l’era dei raggi cosmici di alta precisione.
Il gruppo di Trento-TIFPA, e’ leader nell’analisi dei flussi isotopici e la ricerca di anti-materia di origine primordiale.
Il prof. Paolo Zuccon è il responsabile nazionale  di AMS-02.
paolo.zuccon [at] unitn.it

Esperimento ATLAS

Si tratta di un gigantesco apparato, posto a 100 metri di profondità  lungo il  Large Hadron Collider del CERN. ATLAS pesa 7000 tonnellate e opera grazie al paziente lavoro di oltre 3000 scienziati. ATLAS nel 2012, ha annunciato al mondo la scoperta del bosone di Higgs. ATLAS è oggi dedicato allo studio di problemi di frontiera nella fisica delle alte energie.
Dal 2016 il Dipartimento di Fisica si occupa del monitoraggio del funzionamento dei sensori al silicio e dello sviluppo di una seconda generazione di rivelatori.
Sul fronte dell’analisi, i fisici del Dipartimento si occupano di ricerca di nuova fisica in decadimenti in stati finali con due bosoni pesanti, impiegando tecniche di analisi AI-based e deep learning.
roberto.iuppa [at] unitn.it

Esperimento CSES LIMADOU-HEPD

Il progetto Limadou è' stato proposto   dal Prof. R. Battiston nel 2004 e fa parte della missione scientifica CSES (Chinese Seismo-Electromagnetic  Satellite).  Questo satellite è dedicato al monitoraggio di campi elettromagnetici e allo studio di perturbazioni di plasma e particelle nell’alta atmosfera. L’INFN partecipa con l’High Energy Particle Detector (HEPD), ed il futuro HEPD2,  rivelatori di particelle che misurano i flussi di elettroni e protoni fino a circa 100 MeV. L’osservazione di transienti di questi flussi è di grande interesse nella ricerca di correlazioni con gli eventi della litosfera, come sciami sismici. Limadou inoltre  studia  l’attività solare, attraverso i flussi di particelle connessi con il vento solare.
Il gruppo di Trento-TIFPA e’ leader nel progetto e attualmente coordina il programma di ricostruzione delle caratteristiche fisiche delle particelle misurate e il programma di simulazione Monte Carlo del rivelatore.
roberto.iuppa [at] unitn.it, roberto.battiston [at] unitn.it

Esperimento AMBER

L’esperimento AMBER al CERN cominciato nel 2022,  vuole misurare  sezioni d’urto di importanza fondamentale per la propagazione dei raggi cosmici nella galassia. AMBER si avvale del gigantesco spettrometro COMPASS dove rivelatori disposti lungo 50 metri ricostruiscono le interazioni delle  particelle prodotte dall’acceleratore SPS su differenti bersagli. Nel 2023 sono state effettuate misure con un bersaglio di Elio liquido. Il gruppo di Trento riveste un ruolo di leadership nell’esperimento AMBER.
paolo.zuccon [at] unitn.it

Sviluppo di rivelatori di particelle

Il gruppo di Trento-TIFPA è esperto nel campo dei rivelatori di radiazione ionizzante basati su tecnologia al silicio. Ha contribuito al sistema di lettura del segnale sui rivelatori a microstrip dell’esperimento Limadou-HEPD e ancora oggi ne gestisce il funzionamento.
In collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale e con la Fondazione Bruno Kessler, è attivo nello sviluppo di sensori a pixel 3D per l’upgrade del barrel dell’esperimento ATLAS (HL-LHC, fase 2 di LHC): si tratta dei rivelatori di altissima precisione che dovranno lavorare in condizioni estreme sul versante della radiazione assorbita.
Il gruppo è poi impegnato nello sviluppo di tecnologie MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors) per tracking di precisione nello spazio.
roberto.iuppa [at] unitn.it,  paolo.zuccon [at] unitn.it, francesco.nozzoli [at] tifpa.infn.it

Sviluppo di magneti Superconduttori ad alta temperatura (HTSm)

Insieme al CERN, il gruppo di Trento-TIFPA promuove un’iniziativa di sviluppo di magneti superconduttori ad alta temperatura (YBCO, MgB2) per applicazioni spaziali. Lo scopo è la produzione di un prototipo di bobina ad alto campo (3-10 T), che lavori a 10-20 K. Gli esiti del programma saranno decisivi rispetto all’impiego di tecnologie superconduttive HT per fini scientifici (spettrometri magnetici) e tecnologici (schermi attivi alla radiazione cosmica nei viaggi verso Marte).
roberto.iuppa [at] unitn.it

Membri del gruppo