684 kB - Dipartimento Interateneo di Fisica

Transcript

Attività 1998-99
e
piano delle ricerche 2000
Dipartimento Interateneo di Fisica
Università degli Studi di Bari
e
Politecnico di Bari
Dipartimento Interateneo di Fisica
Università di Bari - Politecnico di Bari
Via G. Amendola 173
70126 Bari
Tel.: 080
080
080
Fax.: 080
544 3204 (Direzione)
544 3203 (Segreteria Generale)
544 3197 (Segreteria Amministrativa)
544 2434
Dipartimento Interateneo di Fisica di Bari
2
Il Dipartimento Interateneo
di Fisica di Bari
Presentazione
L'anno 1998, cui si riferisce il presente rapporto, è stato il terzo della gestione come Dipartimento
Interateneo dell'Università e del Politecnico di Bari. La trasformazione è avvenuta il 1 gennaio 1996 a
seguito di Atto Convenzionale firmato l'8 settembre 1995 dai Magnifici Rettori dei due Atenei. Si è così
ricostituita l'unità dei docenti e ricercatori di Fisica, rotta sul piano giuridico dalla istituzione del
Politecnico nel 1991. Il Dipartimento Interateneo, quale elemento di connessione tra la Facoltà di
Scienze dell'Università di Bari e la Facoltà di Ingegneria del Politecnico, rappresenta il "laboratorio"
ideale in cui realizzare il collegamento fra la ricerca di base, di interesse per una Facoltà Scientifica, ed
esigenze di carattere più applicativo, tipiche di un ambiente ingegneristico e quindi maggiormente
legato al territorio.
Al Dipartimento di Fisica compete, oltre che l'organizzazione e il coordinamento dell'attività di ricerca
in numerose branche della Fisica, anche la responsabilità organizzativa e di offerta di competenze per
l'insegnamento delle discipline fisiche in quasi tutta l'area universitaria barese: fanno riferimento al
Dipartimento di Fisica circa 90 insegnamenti relativi a Corsi di Laurea e di Diploma delle Facoltà di
Scienze M.F.N., Agraria, Farmacia, Medicina Veterinaria dell'Università degli Studi di Bari e della
Facoltà di Ingegneria del Politecnico di Bari, inclusi i corsi decentrati a Taranto e Foggia.
Il Dipartimento di Fisica è costituito (al giugno 1999) da 48 professori di ruolo (21 di I fascia e 27 di II
fascia), 1 professore incaricato stabilizzato, 1 Assistente e 24 Ricercatori delle predette Facoltà, nonchè
42 tecnici, amministrativi ed ausiliari, i quali tutti concorrono alle molteplici attività di ricerca elencate
nel seguito.
Operano presso il Dipartimento, in rapporto di completa integrazione con questo, anche 23 ricercatori,
5 tecnologi e 39 tecnici della Sezione di Bari dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Il
Dipartimento è inoltre sede di una Unità del G.N.S.M. del CNR e una unità del G.N.E.Q.P. del CNR,
nonchè di una Sezione dell'Istituto Nazionale di Fisica della Materia (I.N.F.M.) e di una del consorzio
CO.RI.S.T.A.. Due ricercatori dell'istituto I.E.S.I. del CNR sono ospitati frequentemente presso il
Dipartimento, svolgendo attività di ricerca in comune con alcuni ricercatori del Dipartimento stesso.
Il Dipartimento di Fisica concorre a diversi Centri Interdipartimentali e Interuniversitari: il Centro
Interdipartimentale per la Ricerca Didattica (C.I.R.D.), il Centro Interdipartimentale per le Ricerche
sulla Pace (C.I.R.P.), il Centro Interdipartimentale di servizi per la Museologia Scientifica
(C.I.S.M.U.S.), il Centro Interdipartimentale di Archeologia ed Ecologia Preistorica, il Centro
Interuniversitario di Metodologie Applicate alla Cibernetica (M.A.C.).
Presso il Dipartimento è attivato un corso di Dottorato di Ricerca in Fisica, giunto al XV ciclo con un
totale di 31 allievi che svolgono le loro attività di Dottorato nel Dipartimento. Il Dipartimento concorre
inoltre al Dottorato di Ricerca in Scienze Ambientali, attivato dal 1996 nell'Università di Bari, con un
dottorando presso il Dipartimento.
Il Dipartimento gestisce anche, insieme con il Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica del
Politecnico, una Scuola di Specializzazione biennale in "Elaborazione del Segnale" (con Direzione
3
Politecnico, una Scuola di Specializzazione biennale in "Elaborazione del Segnale" (con Direzione
presso il Dipartimento di Fisica), cui sono iscritti nell'anno in corso una decina di allievi.
Sono infine ospitati presso il Dipartimento di Fisica, per svolgere le loro attività di studio e di ricerca,
una decina di giovani laureati o dottori di ricerca, titolari di borse di studio dell'INFN, dell'INFM, del
CNR, dell'Università o del Politecnico di Bari e di istituzioni straniere. Il che porta ad un totale di oltre
200 unità la consistenza numerica del personale che a qualunque titolo opera nella ricerca scientifica e
nelle attività didattiche svolte nell'ambito del Dipartimento di Fisica, come schematizzato nella seguente
tabella:
Personale docente e ricercatore del Dipartimento
Personale tecnico amministrativo e ausiliario del Dipartimento
Personale ricercatore dell'INFN
Personale tecnico e/o tecnologo dell'INFN
Dottorandi di Ricerca
Borsisti
Totale
74
42
23
44
31
12
222
Il Dipartimento dispone di una Biblioteca ricca di circa 12.000 volumi italiani e stranieri di interesse sia
didattico che scientifico e di una collezione pluridecennale di riviste internazionali specialistiche
riguardanti vari settori della ricerca fisica.
Grazie anche alla stretta collaborazione con la Sezione INFN, il Dipartimento dispone inoltre di
un'officina meccanica di precisione (dotata, fra l'altro anche di macchine a controllo numerico), che
svolge lavoro di progettazione mediante CAD e realizzazione di prototipi sia per i laboratori didattici
che per le attività di ricerca, e di potenti mezzi di calcolo elettronico collegati in rete con tutti i
principali centri di ricerca del mondo. È presente un ufficio di fotodocumentazione in grado di
preparare materiale sia didattico che scientifico.
È operante presso il Dipartimento un Servizio Radiometrico e Spettrometrico in grado di effettuare
l'identificazione e la misura quantitativa della contaminazione radioattiva gamma di prodotti alimentari
e materiali avviati al consumo, ai fini della valutazione del rischio da radiazioni per la popolazione.
Il Dipartimento è infine dotato di un Liquefattore di azoto capace di produrre fino a sei litri/ora di
azoto liquido, che viene in gran parte utilizzato nei laboratori di ricerca del Dipartimento, ma viene
anche fornito a numerosi Istituti e Dipartimenti universitari e a Centri CNR dell'area barese.
L'attività di ricerca del Dipartimento, in corso nel 1999 e programmata per il 2000, si svolge nei
seguenti campi:
- Ricerche sperimentali in Fisica delle Particelle
- Ricerche sperimentali in Fisica del Nucleo
- Ricerche sperimentali in Fisica della Materia Condensata
- Ricerche in Fisica Teorica
- Ricerche tecnologiche
- Ricerche in Fisica Planetaria con Tecniche Spaziali
- Ricerche in Didattica e Storia della Fisica
Tale attività, svolta spesso in vasto ambiente internazionale e illustrata analiticamente nel seguito di
questa relazione con una breve descrizione delle singole ricerche, è finanziata prevalentemente dagli
Enti pubblici di Ricerca (INFN, INFM, CNR) e, in misura minore anche se pur sempre determinante,
dall'Università e dal Politecnico di Bari e dal MURST, dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dalla U.E.
tramite specifici contratti di ricerca.
Per ognuna delle ricerche, il responsabile è segnato mediante sottolineatura nell'elenco dei partecipanti.
Anche se non esplicitamente indicato nelle singole descrizioni, è essenziale al successo delle ricerche il
contributo dei Servizi Generali, Tecnici ed Amministrativi del Dipartimento e dell'INFN.
4
Organi del Dipartimento
Direttore: Bartolomeo Marangelli
Sostituto del Direttore: Francesco Romano
Rappresentante del Direttore presso il Politecnico: Francesco Romano
Giunta:
B. Marangelli, F. Romano
A. Minafra, C. De Marzo, G. Nardulli,
M. Lugarà, S. Nuzzo, F. Posa,
N. Cufaro-Petroni, E. Fiore, A Valentini
Consiglio di Dipartimento:
21 professori ordinari
27 professori associati
24 ricercatori
1 professore incaricato stabilizzato prorogato
1 assistente ordinario
Segretario Amministrativo: Vincenzo De Fazio
5
Attività di ricerca
6
1. Ricerche sperimentali in Fisica delle particelle
A. Esperimenti con acceleratori e bersagli fissi
Ricerca di Plasma di Quark e Gluoni (esp. CERN WA97,NA57)
Altri enti coinvolti: INFN + Collaborazione internazionale
Ricercatori MURST: D. Di Bari, B. Ghidini, F. Navach, F. Posa
Ricercatori INFN: R.A. Fini, V. Lenti, V. Manzari, E. Nappi
Personale tecnico universitario: L. Liberti, R.A. Loconsole
Altri Ricercatori coinvolti:
Borsista post-doc INFN: R. Caliandro
Assegno di ricerca Università: D. Elia
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Scopo della ricerca è trovare evidenza
sperimentale della formazione di Plasma di Quark e Gluoni (QGP), studiando interazioni fra
nuclei pesanti di altissima energia.
L'esperimento WA97 ha utilizzato un fascio di nuclei di piombo e un fascio di protoni,
accelerati nel SPS del CERN fino a 160 GeV/c per nucleone e inviati su bersaglio fisso pure di
Pb o di Be. L'esperimento NA57, appena iniziato, utilizzerà anche fasci di 40 GeV/c per
nucleone. Fra i diversi possibili indicatori sperimentali dello stato di QGP, quello preso in esame
negli esperimenti WA97 e NA57 è l'aumento della produzione di particelle strane, rispetto alle
interazioni fra nucleoni singoli. Le particelle strane sono rivelate e ricostruite mediante un
telescopio di rivelatori al silicio, una parte del quale è stata progettata e realizzata dal gruppo di
Bari.
Attività svolta nel 1998: L'esperimento WA97 ha completato la sua fase di presa dati a fine
1996 e quindi il 1998 è stato completamente dedicato all'analisi degli eventi sia con fascio di
piombo che con fascio di protoni; in particolare si è analizzata tutta la statistica ottenuta con i run
del 1995, e con il run p-Be del 1996; i dati delle particelle Λ, Ξ e Ω (quest'ultima per la prima
volta in statistica sufficiente per uno studio di distribuzioni di massa trasversa, oltre che di
semplice segnale) e rispettive antiparticelle, sono state accuratamente corrette per accettanza
dell'apparato e per inefficienze del programma di ricostruzione usando un MonteCarlo basato su
GEANT. Si è riusciti così a misurare per le particelle in esame non solo i rapporti tra particelle e
antiparticelle ma anche le distribuzioni di massa trasversa e a stimare il numero di particelle
prodotte per evento, anche in funzione della molteplicità di tracce cariche, vista nel nostro
apparato come una misura di centralità dell'evento. I risultati di tale analisi, riportati nelle
pubblicazioni più avanti, mostrano che la produzione di particelle strane cresce linearmente
passando dalle interazioni p-Be a quelle p-Pb mentre la crescita nel passaggio alle interazioni
piombo-piombo avviene in un modo che non è linearmente collegabile all'aumento del numero di
collisioni nucleone-nucleone in un ambiente più ricco di nucleoni: ciò può suggerire l'innesco di
meccanismi collettivi o comunque più complessi della semplice convoluzione geometrica di più
reazioni a due a due. Esiste inoltre una precisa "gerarchia" dell'incremento della stranezza, ossia
esso risulta maggiore per la Ω rispetto alla Ξ e per la Ξ rispetto alla Λ.
Le distribuzioni di massa trasversa sono descritte con funzioni di tipo esponenziale
decrescente, il cui parametro può essere legato dai modelli alla temperatura della regione di
produzione delle particelle. Questa risulta sistematicamente maggiore nelle interazioni da piombo
rispetto a quelle da protone e, con l'eccezione della Ω, cresce al crescere della massa delle
particelle stesse; tale comportamento può trovare una spiegazione supponendo l'esistenza di un
flusso trasverso, ossia una espansione collettiva della regione di interazione con una data velocità.
Piano di attività futura: Nel corso del 1999 si completerà l'analisi delle particelle Λ, Ξ e Ω
con l'aggiunta dei dati piombo 1996
Il programma prosegue con l'analisi dei dati dell'esperimento NA57, con un apparato
simile ma più perfezionato. A fine 1998 si è avuta la prima presa dati con fascio di piombo di 160
A GeV/c, la cui analisi sta per avere inizio (metà '99) dopo una necessaria fase di messa a punto
del programma di ricostruzione. La principale novità rispetto ai dati di WA97 è l'ampliamento
della regione di centralità, che dovrebbe permettere di colmare in parte l'ampio gap fra i dati p-Pb
e quelli Pb-Pb. Nel corso del 1999 si avrà una nuova presa dati con fasci di piombo e di protone
di energia più bassa (40 GeV/c per nucleone) per studiare l'eventuale presenza di un effetto di
soglia.
Pubblicazioni: Dalla 1A.1 alla 1A.3
7
Ricerca di oscillazioni di neutrino (esp. CHORUS).
Altri enti coinvolti: INFN + Collaborazione internazionale.
Ricercatori MURST: N. Armenise, M.T. Muciaccia
Ricercatori INFN: M.G. Catanesi, S. Simone
Personale tecnologo INFN: E. Radicioni
Personale tecnico universitario: L. Liberti
Personale tecnico INFN: A. Andriani, F. Fiorello, P. Dipinto,V. Dipinto, F. Ceglie
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca si propone di rivelare l'eventuale
presenza di oscillazioni di neutrino. L'esistenza di questo tipo di fenomeno e la questione aperta
di una massa non nulla per il neutrino sono strettamente collegate: esse rappresentano alcune fra
le domande importanti, ancora senza risposta, della fisica sperimentale delle alte energie. La
ricerca viene condotta utilizzando un rivelatore ibrido. Esso é costituito da una parte elettronica
che seleziona le cinematiche favorevoli e da un bersaglio di emulsioni nucleari in cui si possono
osservare le interazioni avvenute. A Bari é stato attrezzato un laboratorio per la misura di questi
eventi. Insieme con gli altri laboratori della collaborazione verrà raccolta la statistica necessaria a
evidenziare questo fenomeno.
Attività svolta nel 1998: Per quanto riguarda l'attivita' al CERN, nel 98 il gruppo ha
partecipato ai run di calibrazione del calorimetro e dello spettrometro di muoni. Ha infine
contribuito ai lavori di smantellamento dell'intero rivelatore di CHORUS, liberando
completamente l'area sperimentale.
Per quanto riguarda l'attivita' in sede sono stati sviluppati e messi a punto i nuovi
programmi di misura per consentire il confronto tra misure automatiche e semiautomatiche.
La collaborazione ha infatti deciso di affidare al nostro laboratorio questa attivita' per avere
una valutazione diretta delle efficienze di ritrovamento degli eventi da parte dei metodi automatici.
In questo contesto ci e' stato affidato un secondo modulo di emulsioni che e' attualmente in
avanzato stato di analisi: sono state completamente misurate circa 400 interazioni da neutrino e sta
terminando anche la fase di ricerca di eventi previsti dal tracking elettronico, ma non trovati con
misure automatiche.
Piano di attività futura: I risultati preliminari sulle misure effettuate in sede sono apparsi alla
collaborazione di notevole interesse, ci e' quindi stato richiesto di continuare l'attivita' di
controllo dei sistemi di misura automatici.
Per raggiungere una statistica significativa avremo quindi un terzo modulo da esaminare
che ci proponiamo di esaurire nel 2000.
Stiamo intanto sviluppando programmi di misura e di analisi per studiare gli eventi con
decadimenti, particolarmente interessanti per la fisica del charm che CHORUS intende sviluppare
nel prossimo futuro.
Ricerca di oscillazioni di neutrino con rivelatori a grande distanza (LBL)
Altri enti coinvolti: INFN,LNGS,CERN
Ricercatori MURST: M.T. Muciaccia
Ricercatori INFN: S.Simone
Personale tecnico INFN: P.Dipinto, V.Dipinto,F.Ceglie
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'esperimento si propone di evidenziare
eventuali oscillazioni νµ−>ν τ nella zone di piccoli valori di ∆m2 . Il grande interesse di tale ricerca
e' legato ai recenti risultati ottenuti dall'esperimento SuperKamiokande.
Sara' impiegato un nuovo fascio di neutrini prodotto al CERN e puntato contro i laboratori
INFN del Gran Sasso che sarà' operativo nel 2004. Si prevede di installare nei Laboratori del
Gran Sasso un rivelatore ibrido, composto da 25 tonnellate di emulsione e rivelatori elettronici
per una massa totale di circa 800 tonnellate.
L'esperimento si propone di osservare eventi di ντ partendo da un fascio di νµ.
8
Piano di attività futura: Test sulle emulsioni nucleari per studiare i fondi dell'esperimento e
nuovi tipi di emulsioni diluite da impiegare nel nuovo rivelatore.
Ricerca di oscillazioni di neutrino su lunga base (CERN-LNGS)
Altri enti coinvolti: CERN, INFN, CNR
Ricercatori MURST: C. Favuzzi, P. Fusco, A. Raino' e P. Spinelli
Ricercatori INFN: N. Giglietto
Personale tecnico INFN: A. Ceres, M. Mongelli, M. Perchiazzi, A. Sacchetti
Dottorato di Ricerca in Fisica: F. Gargano, F. Giordano, F. Loparco, M.N.Mazziotta
Borsa di studio INFN: M. Brigida
Perfezionanda: A. Vaccina
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'esperimento intende studiare eventuali
oscillazioni di neutrino muonico in altri flavours a valori di ∆m2 pari a qualche unita' in 10-3,
tramite fascio inviato dal CERN e neutrini di origine atmosferica. Si intende anche studiare la
stabilita' del nucleone.
L'apparato sperimentale consiste in 8 moduli ciascuno formato da un rivelatore 'imaging'
ad argon liquido (600 ton) e da un calorimetro in ferro magnetizzato ad alta risoluzione energetica
ed in grado di determinare il segno della carica dei muoni prodotti con estrema affidabilità', anche
in vista di eventuali futuri esperimenti con neutrini ed antineutrini di diversi flavours. Le
caratteristiche di imaging del rivelatore ad argon sommate alle elevate prestazioni del calorimetro e
spettrometro magnetico successivo ne fanno uno strumento avanzato per lo studio topologico e
ricostruzione cinematica dell'evento, che risulta molto importante per una corretta interpretazione
del canale di interazione. La massa totale risulta circa 10 kton e garantisce la raccolta di un
centinaio circa di eventi in 4 anni (con fondo trascurabile) di oscillazioni nel canale ντ.
Attività svolta nel 1998: Il gruppo di Bari ha sviluppato diversi prototipi di rivelatore a
scintillazione basati su fibre e bacchette percorse da fibre w.l.s. quali materiali attivi per il
calorimetro. Inoltre ha messo a punto diversi prototipi di tubi proporzionali da impiegare quali
rivelatori di tracciamento ad alta risoluzione spaziale nel calorimetro.
Ha inoltre costruito ed esposto ad un fascio del CERN un prototipo di circa 5 ton per
studiarne le prestazioni in risoluzione e capacita' di identificazione di elettroni, adroni e in
particolare di pioni neutri.
Le risoluzioni energetiche ottenute sono del 20%/sqrt(E) per elettroni e 42%/sqrt(E) per
adroni; la reiezione nella identificazione di elettroni rispetto ad adroni e' risultata dell'ordine di
0.1%.
Piano di attività futura: Si intende progettare il sistema di supporto e quindi il modulo
calorimetrico/spettrometrico. Si condurranno test per definire i parametri della magnetizzazione
del ferro. Saranno sviluppati prototipi
di tubi drift ed elettronica relativa per il rivelatore di tracciamento in campo magnetico basati
su materiali e gas idonei per laboratori sotterranei. Si progetteranno i tubi in versione finale e la
macchina per la filatura degli stessi. Si intende acquisire tutto il materiale (ferro, fibre scintillanti,
alluminio per i tubi) per la costruzione entro meta' del 2001 del primo modulo da esporre in sala
B del L.N.G.S. (insieme al modulo di argon liquido) a neutrini atmosferici. In tal modo si
potrebbero raccogliere in poco tempo eventuali eventi di oscillazione di neutrini atmosferici di
altissima qualità' ed in numero confrontabile con esperimenti analoghi ancora in presa dati.
9
B. Esperimenti con acceleratori con fasci collidenti
Annichilazione e+e- all'energia della Z° ed oltre, a LEP (esper. ALEPH).
Ricercatori MURST: D. Creanza, M. De Palma, G. Iaselli, G. Maggi, S. Natali, S. Nuzzo,
F. Romano, G. Selvaggi.
Ricercatori INFN: M. Maggi, A. Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, L. Silvestris, G Zito.
Personale tecnologo INFN: P. Tempesta,
Personale tecnico INFN: F. Chiumarulo, A. Clemente, R. Ferorelli, R. Gervasoni, M.
Papagni, C. Pinto.
Dottorato di Ricerca in Fisica: N.Defilippis, A. Tricomi.
Borsista post-doc Università: A.Colaleo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'esperimento Aleph ha uno sviluppo
pluriennale: la costruzione dell'apparato sperimentale é iniziata nel 1984, la presa dati nel 1989,
mentre la chiusura dell'esperimento é prevista per i primi anni del 2000. L'esperimento é
installato nel pozzo P4 del LEP (Large Electron-Positron collider) al CERN e, fino al 1995, ha
raccolto dati derivanti dalla annichilazione di elettroni e positroni accelerati nel LEP all'energia di
45+45 GeV (LEP I), energia sufficiente per la produzione di Z°.
A partire dal 1996 l'energia di ciascuno dei due fasci é stata elevata (LEP II) dapprima ad
una energia di circa 80 GeV in modo da permettere la produzione accoppiata delle particelle
W+W- e successivamente sarà portata a circa 100 GeV per permettere la ricerca di Higgs e
particelle supersimmetriche.
Attività svolta nel 1998: Il gruppo di Bari nel corso del 1998 si è occupato della
manutenzione e del monitoraggio del calorimetro adronico e del rivelatore di vertice (VDET 200)
e dell'analisi dei dati sperimentali che ha costituito l'aspetto più impegnativo dell'attività.
I dati raccolti durante la fase 1 di LEP, all'energia di produzione della Z°, hanno consentito lo
studio delle proprietà fondamentali dei quark c,b e t. Con i dati raccolti durante la fase 2, ad
energie comprese fra 130 e 184 GeV sono state ricercate particelle supersimmetriche ed è stata
studiata la produzione del bosone W.
In particolare il contributo del gruppo di Bari è stato rilevante nelle seguenti analisi:
a) E' stata effettuata la ricerca di chargini nell'ambito del Modello SuperSimmetrico Minimale in
uno scenario classico di R-parità conservata, in cui il neutralino è la particella supersimmetrica
più leggera, alle energie nel centro di massa comprese tra 161 e 172 GeV. La ricerca ha
riguardato chargini che decadono in neutralini e fermioni standard nel caso in cui la differenza
di massa tra le due particelle supersimmetriche e' molto piccola. Nessun segnale di super
simmetria è stato osservato e ciò ha portato ad escludere l'esistenza di tali particelle fino al
limite cinematico per differenze di massa piccole fino a 4 GeV e di porre limiti anche per altre
particelle supersimmetriche.
b) All'energia nel CM di 183 GeV si è cercato un segnale relativo all'esistenza di gluini da
decadimento di chargini. L'analisi ha posto un limite sulla massa dei gluini ed ha escluso al
95% CL regioni nello spazio dei parametri.
Piano di attività futura: L'attività di ricerca proseguirà essenzialmente sull'analisi dei dati
sperimentali presi alle nuove energie.
Pubblicazioni: Dalla 1B.1 alla 1B.35
Fisica delle Alte Energie a LHC (Large Hadron Collider) con l'apparato CMS (Compact
Muon Solenoid).
Ricercatori MURST: D. Creanza, M. De Palma, G. Iaselli, G. Maggi, B. Marangelli, S.
Natali, S. Nuzzo, F. Romano, L. Schiavulli, G. Selvaggi.
Ricercatori INFN: L. Fiore, A. Ranieri, G. Raso, L. Silvestris, G. Zito.
Personale tecnologo INFN: P. Tempesta, F. Loddo ( art. 36 )
Personale tecnico universitario: M. Sciannimanico (contratto di lavoro autonomo)
10
Personale tecnico INFN: F. Chiumarulo, A. Clemente, R. Ferorelli, R. Gervasoni, M.
Papagni, C. Pinto.
Borsista post-doc Università: A. Colaleo
Borsa di studio INFN: M. D'amato
Dottorato di Ricerca in Fisica: S. My, G. Pugliese, B, Radicci
Dottorato in Ing. Elettrica: L. Guarrasi
Assegno di ricerca Politecnico: M. Abbrescia
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Scopo, descrizione ed obiettivi della
ricerca: L'esperimento, il cui apparato verrà installato in una delle intersezioni del grande anello di
accumulazione p-p (LHC), che entrerà in funzione al CERN attorno al 2005, si propone la
rivelazione del bosone di Higgs nell'intervallo di massa tra 90 GeV e 1 TeV e la possibilità di
evidenziare possibili segnali di nuova fisica (Higgs supersimmetrici, particelle supersimmetriche
etc.). L'apparato CMS deve essere inoltre progettato per consentire studi della fisica del Top, del
Beauty e del Tau a bassa luminosità. Il gruppo di Bari si sta occupando della progettazione, della
realizzazione di prototipi e dei test sia della parte tracciante interna con rivelatori a silicio, sia del
sistema di tracciamento dei muoni e del trigger relativo.
Attività svolta nel 1998: Per quanto riguarda il rivelatore tracciante interno, il lavoro svolto
del gruppo di Bari nel corso del 1998 si è articolato nei seguenti aspetti:
a) partecipazione al gruppo di studio per la elaborazione e stesura del Tecnical Design Report,
con precisa responsabilità sulla definizione dei parametri di progetto e sulla realizzazione dei
moduli.
b) E' stato completato lo studio, sia con prove sul fascio che con misure in laboratorio, delle
caratteristiche di funzionamento dei rivelatori a singola faccia, tipo n+ su n, irraggiati e non
irraggiati. I risultati, per quanto confermino l'assenza di peggioramento in seguito
all'irraggiamento del segnale (S), del rumore (N) e del rapporto S/N, come atteso per questi
rivelatori, non sono stati così incoraggianti da farli adottare come rivelatori base-line per CMS.
c) Si è iniziato, nell'ambito della caratterizzazione dei rivelatori base-line di CMS (a singola faccia
tipo p+ su n),lo studio di alcuni esemplari provenienti da una produzione preserie fatta dalla
CSEM.
d) E' stato sviluppato un programma software che, simulando i rivelatori a microstrisce come una
rete di elementi circuitali (resistenze, capacità, diodi) permette di riprodurre le misure in
frequenza delle capacità di accoppiamento, interstrisce, etc. e di fare previsioni realistiche del
rapporto S/N.
e) Il gruppo ha partecipato allo sviluppo del sistema di acquisizione dati da APV sulla linea di
fascio, con responsabilità nello sviluppo dei programmi per la sincronizzazione delle varie
operazioni. Una versione semplificata, ma perfettamente compatibile con quella generale, è
stata anche sviluppata nel laboratorio di Bari ed è operativa.
f) La complessità dell'esperimento CMS richiede che il software per la simulazione
dell'apparato, la ricostruzione e l'analisi dei dati sia sviluppato utilizzando metodologie che
consentano non solo di garantire la correttezza dei risultati ma anche una elevata flessibilità.
Nell'ultimo anno un grosso impegno è stato dedicato in tal senso al progetto del "Framework"
interamente basato su componenti Object-Oriented. Questi programmi sono attualmente in fase
di prova per i vari prototipi dei sottorivelatori dell'apparato CMS, attualmente in fase di test sui
fasci del CERN.
Per ciò che riguarda il sistema di tracciamento dei muoni, il gruppo di Bari, implicato nella
progettazione del sistema di trigger ad RPC (Resistive Plate Chamber), ha consolidato la
conoscenza del rivelatore ed effettuato una accurata sperimentazione di rivelatori prototipo in
condizioni molto simili a quelle previste ad LHC.
Nel seguito sono elencate schematicamente le sperimentazioni effettuate nel 1998/99 :
a) Costruzione di una stazione per il test di irraggiamento di RPC a doppia LEP. E' stato
realizzato presso il Dipartimento un bunker all'interno di un telescopio per muoni cosmici
orizzontali per lo studio delle proprieta' degli RPC in condizioni di alto irraggiamento. Sono
stati raccolti 300.000 eventi, ora in fase di analisi. I risultati preliminari non mostrano nessun
effetto di "ageing" delle prestazioni dei rivelatori. In parallelo, un test analogo e' stato
effettuato presso la Gamma Irradiation Facility del CERN, con una sorgente 1000 volte Tau
intensa. In questo caso le prestazioni dei rivelatori sono state studiate con il fascio di muoni
X5. I dati sono in fase di analisi.
11
b) E' stato definito il nuovo progetto del chip di front end. I primi prototipi sono stati testati e le
specifiche sono in accordo con le
richieste sperimentali. E' stata dunque avviata la
preproduzione di 1000 esemplari che saranno pronti in Settembre 99. In parallelo e' in fase di
produzione il prototipo finale della scheda di front-end su cui questi chip sanno alloggiati. E'
stato inoltre definito il progetto per il chip di "sorting". I primi 15 esemplari sono disponibili
ed i test hanno dimostrato la loro congruenza con le specifiche richieste. E' inoltre in corso la
progettazione del sistema di distribuzione di alta tensione in collaborazione con la CAEN.
c) E' in fase avanzata la costruzione di prototipo di stazione MB2 che sara' pronto per l'estate ed
installato per i test sul fascio X5.
Lo studio delle soluzioni meccaniche, del layout elettrico e dei servizi necessari (alta tensione ,
bassa tensione, gas, raffreddamento) e' praticamente terminato, ed e' in fase di stesura il
capitolato tecnico per l'ordine dei rivelatori.
La documentazione per il Tecnical Design Report (TDR) e l'Engineering Design Review(EDR)
e' stata preparata dal gruppo e sottoposta all'approvazione dei comitati istituiti dalla
collaborazione internazionale presso il CERN.
Il TDR relativo agli RPC e' stato approvato, mentre l'EDR sara' discusso nel Giugno del 99.
Piano di attività futura: Si proseguirà nello sviluppo e test dei rivelatori e nella realizzazione
dei prototipi dell’apparato in scala reale e nella stesura dei programmi per l’acquisizione e l’analisi
dei dati.
Per ciò che riguarda il sistema ad RPC, il gruppo di Bari dovrà affrontare le seguenti
problematiche:
a) completamento dell'analisi dei dati dal telescopio di Bari e dalla GIF del CERN.
b) Test sul fascio di muoni X5 in condizioni di alto fondo della stazione MB2.
c) Preparazione presso il Dipartimento dell'area di test e di certificazione di qualità delle camere
di CMS.
d) Inizio della produzione di serie sia dei rivelatori sia delle schede di front-end.
Ricerca di risonanze esotiche in annichilazioni protone-antiprotone a LEAR/CERN (esp.
JETLEAR)
Ricercatori MURST: C. Evangelista, A. Palano.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Questo esperimento si propone la ricerca di
risonanze accoppiate a gluoni nelle reazioni pbar p --> ΦΦ, pbar p --> 4γ, pbar p -->K°s K°s
Attività svolta nel 1998: Il gruppo di Bari si è occupato dei seguenti argomenti e di scrivere i
relativi articoli:
a) Studio della reazione pbar p --> pbar p π + π b) Studio della reazione pbar p --> ΦΦ
c) Analisi in onde parziali della reazione pbar p --> ΦΦ
Piano di attività futura: Esperimento completato
Studio della violazione di CP e fisica dei quark pesanti alla B-factory di SLAC
(esperimento BABAR)
Ricercatori MURST: A. Palano.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Questo esperimento si propone la di
violazione di CP e lo studio della fisica dei quark pesanti nei decadimenti della Υ(4S).
L'esperimento e' in fase di presa dati.
12
Attività svolta nel 1998: Il gruppo di Bari si è occupato di:
a) Simulazioni per lo studio della spettroscopia dei mesoni leggeri nei decadimenti del charm e
del B.
b) Simulazioni per lo studio del decadimento del B° --> J/Ψ K*° (--> K π)
c) Studio di algoritmi per la separazione µ/π;
d) Simulazioni per un programma di ricerca di glueballs nel processo b -> s + gluon
Piano di attività futura: Analisi dei dati. Ricerca di stati di gluonium nei decadimenti del B.
1) Studio dei decadimenti B -> K X, con un K carico o neutro veloce e un sistema X che decade
in diversi stati finali come π +π -, η π π, π + π - γ, ecc.
2) Studio della spettroscopia dei mesoni leggeri nei decadimenti del D e del Ds.
Studio della violazione di CP nei decadimenti del K° (esp. KLOE)
Ricercatori MURST: O. Erriquez
Ricercatori INFN: F. Ruggieri
Personale tecnico universitario: M. Basta, A. Mastrogiacomo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'esperimento KLOE a DAFNE (la "Φ
factory" presso i Laboratori Nazionali dell'INFN a Frascati), ha come principale obiettivo la
determinazione del parametro ε'/ε, legato alla violazione di CP, nei decadimenti del K° con
un'accuratezza statistica migliore di un ordine di grandezza rispetto a quella degli attuali
esperimenti. Altri obiettivi riguardano lo studio dei decadimenti radiativi della Φ e dei decadimenti
rari del K° quali K°s-->e+e−γ, µ+µ−γ, e +e−π°, µ+µ−π°.
L'apparato sperimentale, a struttura cilindrica, é costituito da una camera a deriva con
miscela a base di elio e da un calorimetro elettromagnetico a fibre scintillanti immerse in un campo
magnetico di 0.6T.
Attività svolta nel 1998: Il gruppo KLOE di Bari, nel corso del 1998, è stato impegnato su:
1) Calorimetro elettromagnetico: il gruppo ha collaborato alla fase di montaggio e cablaggio
presso i Laboratori Nazionali di Frascati.
2) Trigger: sono stati realizzati i moduli per il Trigger Supervisor e per il Fan-in/Fan-out Board
(FIO), sotto la responsabilità dei gruppi di Bari e Roma2
Piano di attività futura: L'attività futura riguarda il completamento della fase di calibrazione
dell'apparato, la presa dati vera e propria e la analisi fisica degli stessi.
13
C. Esperimenti su particelle di origine cosmica
Studi sulla radiazione cosmica in laboratori sotterranei
Ricercatori MURST: R. Bellotti, M. Calicchio, C. De Marzo, O. Erriquez, C. Favuzzi, P.
Fusco, A. Raino', P. Spinelli
Ricercatori INFN: F. Cafagna, G. De Cataldo, N. Giglietto
Personale tecnologo INFN: M. Castellano
Personale tecnico universitario: E. Barbarito
Personale tecnico INFN: A. Ceres, M. Mongelli, M. Perchiazzi, A. Sacchetti
Dottorato di Ricerca in Fisica: F. Loparco, M.N. Mazziotta
Borsista post-doc INFN: T. Montaruli
Borsa di studio INFN: M. Brigida
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Scopo dell'esperimento è la ricerca su
monopoli magnetici e lo studio della radiazione cosmica penetrante nel Laboratorio Nazionale del
Gran Sasso (Esperimento MACRO). Questo esperimento è in presa dati da dieci anni e sta
fornendo limiti superiori per la presenza di monopoli magnetici, nucleariti, sorgenti
extra-galattiche di raggi cosmici. L'analisi dei flussi e delle molteplicità dei muoni cosmici
penetranti nel laboratorio sta fornendo informazioni sulle energie e le interazioni dei raggi cosmici
primari nell'alta atmosfera.
Attività svolta nel 1998: Nel 1998 è proseguita la raccolta di dati (ormai circa 70 milioni di
eventi) con estrema regolarità e buona efficienza dell'apparato. E' stata eseguita anche con
regolarità' la manutenzione dell'apparato. E' proseguita l'analisi dei dati raccolti che ha prodotto
diverse pubblicazioni e numerose comunicazioni a conferenze.
I risultati più interessanti riguardano:
1) limiti di flusso per monopoli per range di β sino a 4 10-5 al di sotto del "limite di Parker" (uno
degli obiettivi principali dell'esperimento);
2) studi di molteplicità di muoni e loro distribuzioni angolari;
3) studi di spettri energetici di muoni e di composizione di massa atomica dei raggi cosmici
primari nel range di energia sino a diversi PeV (si nota una debole dipendenza del numero di
massa medio verso l'energia, risultato alquanto unico ed interessante);
4) studi di muoni dal basso indotti da neutrini con evidenza di oscillazioni a sensibilità in ∆m2 =
2.5*10 -3 eV2 (paragonabile a quella di SuperKamiokande);
5) studi di spettri energetici di muoni singoli tramite misure dirette con il TRD, che consentono
anche la validazione dei modelli di perdita di energia dei muoni nella materia (roccia) in range
energetici inaccessibili agli attuali acceleratori.
Piano di attività futura: Continuazione del programma di fisica in termini di presa dati e
analisi sui temi detti.
Pubblicazioni: Dalla 1C.1 alla 1C.16
WIZARD: Misura dei flussi di antimateria nei raggi cosmici primari (voli con pallone del
1991, 1993, 1994, 1997, 1998) (esperimento WIZARD).
Ricercatori MURST: R. Bellotti, C. De Marzo
Ricercatori INFN: F. Cafagna
Personale tecnologo INFN: M. Castellano.
Personale tecnico INFN: A. Ceres, M. Mongelli, M. Perchiazzi, A. Sacchetti.
14
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Questa linea di esperimenti sviluppa un
programma di studio articolato in molteplici lanci su palloni stratosferici di uno spettrometro
magnetico superconduttore integrato da opportuni rivelatori. I vincoli sul peso dell' apparato,
sulla potenza da esso impegnata e sulla zavorra, che riducono il tempo di esposizione ad un
massimo di 26 ore, focalizzano per ogni lancio gli obiettivi scientifici da perseguire. Anche la
scelta del sito di lancio, cioè la sua posizione geomagnetica, pone dei vincoli sull' energia minima
rivelabile delle particelle primarie in studio. Di volta in volta, quindi, sono stati realizzati rivelatori
ottimizzati per gli obiettivi scientifici in studio e le condizioni di volo sono state accuratamente
controllate.
Nel corso degli anni l'attività WIZARD si è articolata come segue:
1) Determinazione del flusso di elettroni e positroni presenti nella radiazione cosmica primaria,
tra 5 e 50 GeV/c (voli con pallone MASS-91 e TS-93).
2) Determinazione del flusso di antiprotoni nella radiazione cosmica primaria, tra 2 e 8 GeV/c
(volo CAPRICE-94, CAPRICE-97 e CAPRICE-98).
3) Determinazione del flusso di muoni in atmosfera e arricchimento della statistica delle misure
precedenti. Confronto con i modelli di propagazione dei raggi cosmici e determinazione di vari
parametri fisici dello spazio e della materia interstellare.
4) Ricerca di antinuclei. In questo caso si punta innanzitutto a migliorare i limiti superiori noti per
la presenza di antinuclei nella radiazione cosmica. D'altro canto, essendo eccezionalmente
bassa anche la probabilità di produzione secondaria di nuclei di antielio, una loro rivelazione
sarebbe altresì indicativa della loro origine primordiale, riconducibile ai processi di
nucleosintesi immediatamente successivi al Big Bang, nell'ipotesi di simmetria tra materia ed
antimateria.
Attività svolta nel 1998: Sono continuate ed in parte concluse, le analisi dei dati raccolti
nelle precedenti campagne di misure della radiazione cosmica primaria nell'alta atmosfera. Nel
1998, è stato effettuato un lancio con un apparato che affianca allo spettrometro magnetico un
calorimetro al silicio-tungsteno e un gas RICH, dal sito di Fort Sumner, NM. Uno degli obiettivi
primari del lancio è stato la misura dei flussi di muoni a varie quote nell' atmosfera, di particolare
rilevanza per la calibrazione dei MonteCarlo di simulazione usati nella fisica dei neutrini. L'ascesa
del pallone alla quota massima (circa 40 km) è stata quindi effettuata lentamente, per quel che
possibile, per massimizzare la presa dati a differenti quote e la pressione atmosferica
accuratamente registrata. La presenza del gas RICH assicura inoltre una buona misura del flusso
di antiprotoni, positroni e isotopi leggeri.
Piano di attività futura: Prosecuzione e completamento delle analisi dei dati raccolti nei voli
sinora effettuati.
N.B. Varie pubblicazioni, sottomesse a rivista, saranno riportate nel rendiconto del prossimo
anno.
Esperimenti NINA e PAMELA: Flussi di antimateria fuori dell'atmosfera.
Altri enti coinvolti: INFN, ASI + Collaborazione internazionale.
Ricercatori MURST: R. Bellotti, C. De Marzo, B. Marangelli, N. Mirizzi, P. Spinelli.
Ricercatori INFN: F. Cafagna, G. De Cataldo, N. Giglietto.
Personale tecnologo INFN: M. Castellano.
Personale tecnico INFN: A. Ceres, M. Mongelli, M. Perchiazzi, A. Sacchetti.
Dottorato di Ricerca in Fisica: M. Ambriola, F. Ciacio. T. Montaruli. M. Circella
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si vogliono studiare i flussi di antimateria
nello spazio extra atmosferico, a bordo di satelliti. Sono previste due fasi:
· Messa in orbita di un detector (NINA) di peso limitato (40 Kg) per una prima esplorazione
delle caratteristiche dell'impresa.
· Messa in orbita di una missione più impegnativa (PAMELA, 400 Kg).
Questa missione è attualmente nella Fase C (realizzazione). In entrambi i casi si utilizzano
lanciatori e strutture orbitanti russe.
15
Attività svolta nel 1998:
Apparato NINA
Il 10 giugno 1998 è stato messo in orbita, sul satellite russo Resurs-01 n.4, il rivelatore
NINA. Questo rivelatore, formato da 32 piani di silicio di 380 m m di spessore, suddivisi in strip
di 3.6 mm di larghezza, è il primo apparato sperimentale di una serie prevista nel piano della
collaborazione scientifica internazionale WIZARD. L'apparato è in misura continuativa dal 31
agosto 1998 e ha fornito una vasta messe di dati, attualmente in corso di analisi. I primi risultati
ottenuti riguardano:
i) lo studio dei nuclei galattici dall' H al Ne ad energie comprese tra 10 e 100 MeV/n;
ii) lo studio del flusso e del rapporto di abbondanza dei nuclei negli eventi solari del novembre
1998.
Un secondo apparato NINA è stato messo a punto per essere lanciato in orbita polare a
bordo del satellite italiano MITA. Obiettivo di questa seconda missione è di integrare i dati di
NINA in un periodo diverso del ciclo solare, studiando la composizione dei nuclei pesanti a bassa
energia. La tecnologia di questo secondo rivelatore è la stessa del precedente, opportunamente
adattata alle ridotte capacità di un satellite più piccolo. In particolare, è stato sviluppato un sistema
di gestione e di acquisizione dati basato su DSP.
Esperimento PAMELA
I rivelatori che verranno utilizzati per la costruzione dello spettrometro PAMELA sono stati
definiti nel corso del 1998, dopo un periodo dedicato alla realizzazione di prototipi.
Piano di attività futura: Prosecuzione della presa dati dell'apparato NINA ed analisi dei dati.
Prosecuzione delle fasi di costruzione dell'apparato per l'esperimento PAMELA.
N.B. Varie pubblicazioni, sottomesse a rivista, saranno riportate nel rendiconto del prossimo
anno.
Reti neurali e fisica dei Raggi Cosmici.
Altri enti coinvolti: INFN
Ricercatori MURST: R. Bellotti, C. De Marzo
Personale tecnico INFN: A. Ceres
Dottorato di Ricerca in Fisica: T. Montaruli, F. Ciacio, M. Circella, M. Ambriola
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Studio ed applicazione di metodi avanzati
di riconoscimento e classificazione di eventi subnucleari basati prevalentemente su reti neuronali.
Attività svolta nel 1998: Studio della classificazione di eventi negli esperimenti su pallone
(WIZARD), NINA e PAMELA.
Piano di attività futura: L'attività continuerà, con particolare attenzione al problema della
classificazione isotopica dei dati acquisiti dall'esperimento NINA. Il metodo di classificazione
proposto, basato su reti neurali multi layer perceptron operanti in parallelo, verrà utilizzato per
l'analisi dei dati che l'apparato NINA sta attualmente acquisendo. Verrà inoltre studiata la
fattibilità di una implementazione hardware della tecnica per l'esperimento NINA2.
Verrà affrontato il problema della ricostruzione delle tracce come rivelate da un telescopio
per neutrini astrofisici (Esperimento NEMO). Verrà sviluppato, sulla base degli eventi generati
con un programma di simulazione dedicato all'esperimento NEMO, un algoritmo di tracciamento
basato su reti neurali tipo "multi layer perceptron".
NEMO: Studio di fattibilità di un telescopio per neutrini astrofisici di alta energia
Ricercatori MURST: R. Bellotti, M. Calicchio, C. De Marzo
Dottorato di Ricerca in Fisica: F. Ciacio, T. Montaruli, M. Circella, M. Ambriola
16
Dottorato di Ricerca in Fisica: F. Ciacio, T. Montaruli, M. Circella, M. Ambriola
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La possibilità di utilizzare grandi volumi di
acqua marina a grande profondità per la rivelazione di muoni di alta energia a partire dalla luce
Cerenkov e/o dal segnale acustico da essi prodotti e' stata evidenziata gia' da circa 20 anni.
Recentemente questa possibilità ha richiamato nuova attenzione alla luce dell’idea di un
“telescopio” per neutrini astrofisici ad alta energia. Un tale strumento è in grado di osservare
oggetti astrofisici e regioni potenzialmente sorgenti di neutrini di alta energia.
Questo tipo di osservazioni è finalizzato allo studio di problemi ancora aperti nella Fisica
Astro-Particellare. In particolare l’origine delle particelle di altissima energia dello spettro dei
raggi cosmici, misurati sino 3 1020 eV.
Le sorgenti di queste particelle sono ancora sconosciute, come pure il loro meccanismo di
accelerazione. Tra i possibili candidati per la soluzione del problema dei raggi cosmici di altissima
energia vi sono i Nuclei Galattici Attivi (AGN). E' noto che gli AGN sono sorgenti di raggi
gamma ad alta energia, i quali potrebbero essere prodotti nei decadimenti di pioni neutri. Sotto
questa ipotesi ci si aspetta che gli AGN siano anche sorgenti di neutrini ad alta energia, derivanti
dalla produzione e decadimento di pioni carichi. I valori estremamente piccoli della sezione d’urto
d’interazione dei neutrini, assieme ad una loro propagazione non deflessa, offre la possibilità di
realizzare un'“Astronomia del neutrino”, con la potenzialità di esplorare le regioni più profonde
delle loro sorgenti.
L’Astronomia del neutrino è oggi considerata una delle frontiere dell’Astrofisica moderna,
in quanto permetterebbe di complementare ed estendere l’Astronomia dei raggi gamma e promette
di fornire una gran quantità di informazioni su regioni dell’Universo invisibili ad osservazioni di
fotoni.
Per realizzare questo programma di ricerca sono richiesti rivelatori con volumi dell'ordine
di un chilometro cubo, sia a causa del basso livello dei flussi di neutrini attesi – secondo i calcoli
condotti sulla base dei modelli correnti e delle misure dei raggi gamma disponibili – sia per i
piccoli valori della loro sezione d’urto di interazione. L'unica soluzione per la realizzazione di un
tale enorme apparato sembra essere quella di un rivelatore di luce Cerenkov localizzato nelle
profondità marine. I neutrini muonici di alta energia, prodotti nei decadimenti di pioni carichi,
subiscono interazioni di corrente carica in acqua, producendo muoni di alta energia che
conservano la maggior parte della quantità di moto dei neutrini genitori. Questi muoni relativistici
producono in acqua luce Cerenkov, che costituisce il segnale effettivamente rivelato dal
Telescopio per Neutrini.
Un’altra promettente tecnica proposta è la rivelazione acustica dei muoni prodotti dai
neutrini ad alta energia.
NEMO è un progetto italiano proposto di recente come Telescopio per Neutrini di nuova
generazione, che trae vantaggio dalle condizioni ambientali ottimali offerte dal Mar Mediterraneo.
Lungo le coste italiane ci sono diversi siti a profondità maggiori di 3000 metri che possono
ospitare un Telescopio per Neutrini subacqueo, ma gli sforzi per un tale apparato sono tali da
richiedere accurate prospezioni oceanografiche in tutti i siti candidati al fine di assicurare la scelta
Tau' adeguata.
Attività svolta nel 1998: In collaborazione con altri gruppi dei Dipartimenti di Fisica di
Catania e Roma (La Sapienza), di varie Sezione dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dei
Laboratori Nazionali del Sud (INFN) si è avviato lo studio di fattibilità strutturale e la
simulazione funzionale mediante MonteCarlo di un Telescopio per Neutrini Astrofisici di alta
energia. E' stata avviata la prospezione di alcuni siti.
Piano di attività futura: Nel prossimo futuro proseguirà, in collaborazione con altri gruppi
dei Dipartimenti di Fisica di Catania e Roma (La Sapienza), di varie Sezione dell'Istituto
Nazionale di Fisica Nucleare e dei Laboratori Nazionali del Sud (INFN), lo sviluppo di nuove
tecnologie e strumenti la progettazione di un Telescopio sottomarino per neutrini astrofisici di alta
energia. In particolare:
1) studio e sviluppo di un modulo ottico per misure di luce Cerenkov a profondita'
oceanografiche;
2) studio e sviluppo di elettronica di bassa potenza per moduli ottici;
3) sviluppo di codici di simulazione per studiare le prestazioni di un Telescopio sottomarino per
neutrini astrofisici;
4) studio di algoritmi di tracciamento basati su reti neurali;
5) rivelazione acustica di particelle ionizzanti di alta energia;
6) misura delle proprietà biofisiche dell'acqua dei siti marini profondi (3500 metri ed oltre) vicini
alle coste italiane.
Allo scopo di verificare le soluzioni tecnologiche ed i metodi sviluppati in questo progetto
verrà inoltre costruito di un "sito di test" di facile accesso, al largo della costa di Catania, nei
pressi dei Laboratori Nazionali del Sud.
17
2. Fisica del nucleo
Multiframmentazione di nuclei ad energia intermedia (Esp. OUVERTURE)
Ricercatori INFN: N. Colonna
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Obiettivo della ricerca è lo studio della
formazione e decadimento della materia nucleare eccitata e possibilmente compressa, al fine di
caratterizzarne l'equazione di stato. Nuclei in condizioni estreme di densità e temperatura sono
ottenuti in reazioni fra ioni pesanti ad energie intermedie. Una serie di esperimenti svolti negli
anni passati presso il Ciclotrone Superconduttore della Michigan State University, e più
recentemente presso il Ciclotrone dei Laboratori Nazionali del Sud dell`INFN di Catania, hanno
messo in evidenza il ruolo fondamentale della compressione iniziale, a cui fa seguito una veloce
fase di espansione. L'evoluzione dinamica della reazione è studiata attraverso la misura dei g di
alta energia, prodotti per bremsstrahlung nelle collisioni neutrone-protone, o delle particelle
leggere e frammenti emessi nel processo di diseccitazione.
Attività svolta nel 1998: Nel '97 sono state completate presso i Laboratori Nazionali del Sud
a Catania le misure delle reazioni indotte da Ni a 30 e 45 MeV/u. Come in precedenti esperimenti
è stato impiegato un apparato composto dal rivelatore per frammenti MULTICS e da quello per
particelle leggere e raggi γ MEDEA. L'analisi degli esperimenti svolti presso il CS di Catania è
tuttora in fase di svolgimento. I risultati preliminari sembrano confermare il ruolo primario della
diseccitazione statistica alle energie più basse, mentre all'aumentare dell'energia diventa sempre
più importante il ruolo del pre-equilibrio, perlopiù causato dalle collisioni nucelone-nucleone nelle
fasi iniziali della reazione.
È proseguito lo studio delle temperature e densità raggiunte durante le collisioni, attraverso
la misura dei rapporti isotopici. La curva calorica della materia nucleare, costruita per la reazione
Au+Au a 35 MeV/u, mostra evidenze di transizione di fase liquido-vapore.
Piano di attività futura: Il programma sperimentale della collaborazione Ouverture
proseguirà nei prossimi mesi con lo studio delle reazioni indotte da Ni a 60 MeV/u. tali misure
dovrebbero completare lo studio sistematico del processo di multiframmentazione in funzione
dell'energia incidente. In particolare ci si aspetta che all'aumentare dell'energia diventino sempre
più evidenti gli effetti della compressione iniziale e di pre-equilibrio già osservati a più basse
energie.
Pubblicazioni: Dalla 2.1 alla 2.5
Dinamica delle reazioni dissipative (Esp. RIPEN3)
Ricercatori MURST: G. D'Erasmo, E. M. Fiore.
Ricercatori INFN: N. Colonna, A. Pantaleo, V. Paticchio,G.Tagliente
Personale tecnico INFN: G. Antuofermo, G. Iacobelli, M. Sacchetti, P. Vasta.
Dottorato di Ricerca in Fisica: L. Celano, D. Disanto, M. Palomba
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Equilibrazione del grado di libertà
dell'energia e ripartizione dell'energia di eccitazione tra i prodotti di reazione, mediante misure di
coincidenze tra gli eiettili di una reazione deep inelastic tra ioni pesanti ed i neutroni (molteplicità e
spettri) evaporati.
Attività svolta nel 1998: E' terminata l'analisi dei dati della misura effettuata al TASCC di
Chalk River (Canada) dei neutroni associati alla diseccitazione del target in reazioni di
frammentazione di 35 Cl su natTa ad E/A=43 MeV. Il relativo lavoro evidenzia il ruolo della
sorgente neutronica di mid-rapidity nella determinazione della energia di eccitazione del bersaglio
in eventi di pre-equilibrio.
18
E' continuata l'analisi delle molteplicita' neutroniche associate alle DIC di 32 S su 64 Ni ad
E/A=10 MeV, misura effettuata presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (Padova), nonche'
associate alle DIC di 58 Ni su nat Ag ad E/A=16,7 MeV, misura effettuata al Laboratori Nazionali
del Sud(LNS) di Catania.
In Febbraio e' stata eseguita sempre presso il LNS, in collaborazione con l'esperimento
CHIC, la misura delle funzioni di correlazioni n-n, n-p e p-p in reazioni indotte da 58 Ni a 44
Mev/amu su bersagli leggeri. In Ottobre la stessa misura e' stata completata su bersagli
medio-pesanti. L'analisi dei dati e' in corso ed i suoi risultati preliminari sono stati portati in un
"invited talk" alla CRIS International Conference, Acicastello(CT).
Piano di attività futura: Si prevede di effettuare presso il LNS di Catania una misura di
neutroni emessi nelle reazioni anelastiche indotte da ioni pesanti a 45 MeV/amu, per lo studio
dettagliato del pre-equilibrio e di come lo stesso influenza la distribuzione dell'energia di
eccitazione nelle reazioni tra ioni pesanti. Nell'effettuazione di queste misure verra' utilizzato
ulteriormente il rivelatore ARGOS, odoscopio di scintillatori phoswhich ad angoli in avanti
dedicato alla rivelazione dei frammenti carichi emergenti dalle reazioni in studio, fornito dai
collaboratori di Catania.
Una seconda misura di particelle cariche e neutroni evaporati nelle reazioni di 32 S su 100 Mo
ad E=200 MeV sara' effettuata ai Laboratori Nazionali di Legnaro (Pd) in collaborazione con
colleghi di Napoli e Padova.
Fisica degli ipernuclei a DAFNE (Esp. FINUDA)
Ricercatori MURST: G. D'Erasmo ed E. M. Fiore
Ricercatori INFN: L. Fiore, A. Pantaleo , V. Paticchio e G. Tagliente
Personale tecnologo INFN: G. Antuofermo, G. Iacobelli, M. Sacchetti, P. Vasta
Dottorato di Ricerca in Fisica: L. Celano
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Studio di stati ipernucleari prodotti
mediante interazione di nuclei medio leggeri con fasci di K a riposo prodotti sul fascio D2 del
collisore e+ e- da 510 MeV + 510 MeV DAFNE dei Laboratori nazionali di Frascati dell'INFN.
Si sta procedendo alla realizzazione di uno spettrometro per p- ad alta risoluzione in momento,
integrato da uno spettrometro grandangolare per neutroni. Si tratta di una collaborazione tra le
Sezioni INFN di Bari, Torino, Brescia, Pavia, Trieste e L.N.F. con JINR Dubna e TRIUMF
Vancouver. La Sezione di Bari ha la responsabilità dello spettrometro neutronico e la
corresponsabilità del rivelatore di vertice a µ-strip di silicio.
Attività svolta nel 1998: E` terminata la costruzione della parte di apparato(moduli di
rivelatori a microstrisce di Silicio) in carico alla Sezione di Bari ed e' stata trasferita presso i
Laboratori Nazionali di Frascati.
Sono stati pubblicati i risultati dei test effettuati al TRIUMF di Vancouver(Canada) sul
modulo base di microstrisce di silicio usando pioni e protoni a 270 MeV/c e a 408 MeV/c per
studiare il loro uso per la discriminazione di massa basata sulla deposizione di energia. E'
stato,inoltre,messo a punto il metodo della "soppressione degli zeri", necessario in fase di
acquisizione per ridurre il numero di dati provenienti dai rivelatori al silicio, senza perdita di
efficienza e senza compromettere la qualita' dei dati stessi .
Piano di attività futura: E' previsto il montaggio dell'apparato ai LNF e test con i cosmici.
Sorgenti di Neutroni per la Terapia con Cattura Neutronica del Boro (Esp. SOLONE)
Altri enti coinvolti: INFN (Laboratori Nazionali di Legnaro) + Lawrence Berkeley National
Laboratory, Berkeley, Ca, USA
Ricercatori MURST: G. Maggipinto
Ricercatori INFN: P. Colangelo, N. Colonna, V. Paticchio, G. Raso, V. Variale
19
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Alcuni incoraggianti risultati ottenuti
principalmente in Giappone e negli Stati Uniti hanno recentemente attirato l'attenzione della
comunità scientifica e medica internazionale su una metodica adroterapica, la Terapia con Cattura
Neutronica del Boro, o Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), particolarmente promettente
per il trattamento di alcune forme tumorali al momento difficili da trattare con altri mezzi. In
particolare, la BNCT offre buone prospettive per il trattamento del glioblastoma multiforme, una
forma altamente aggressiva di tumore al cervello che, per la sua geometria, è resistente a
trattamenti chirurgici e chemio-radioterapici tradizionali.
La BNCT è una terapia a due componenti, farmacologica e nucleare, ognuna delle quali
sostanzialmente innocua per il paziente, ma la cui combinazione è letale per le cellule tumorali.
Essa si basa sulla reazione di cattura di neutroni termici da parte del 10 B, con conseguente
produzione di particelle a che rilasciano tutta la loro energia all'interno della cellule tumorali,
distruggendole. Perché si abbia un effetto terapeutico è necessario da una lato depositare
selettivamente e in elevata concentrazione atomi di 10B nelle cellule tumorali, dall'altro è
necessario disporre di fasci di neutroni di adeguata energia ed intensità con cui irraggiare il
paziente. L'energia necessaria perché i neutroni possano raggiungere la lesione tumorale in
profondità senza tuttavia arrecare eccessivi danni ai tessuti sani è stimata dell'ordine di qualche
keV (neutroni epitermici). L'esperimento SOLONE (Source of Low-energy Neutrons) si propone
di studiare possibili sorgenti di neutroni per la BNCT basate su acceleratori. In particolare ci si
propone di individuare le reazioni indotte da protoni o deutoni più convenienti per produrre fasci
di neutroni epitermici necessari per la terapia.
Attività svolta nel 1998: Sono state svolte simulazioni per determinare l'energia ottimale del
fascio di neutroni per il trattamento di lesioni tumorali situate in profondità nel tessuto
cranio/cervello. I risultati delle simulazioni indicano che l'intervallo di energia ottimale è da 100
eV a 10 keV. Neutroni meno energetici termalizzano prima della lesione tumorale, mentre
neutroni veloci sono responsabili di una dose in superficie dannosa per i tessuti sani. Sono state
effettuate, in collaborazione e presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, alcune misure di
produzione di neutroni in reazioni indotte da fasci di deutoni su bersagli leggeri all'energia
incidente di 1.5 MeV. Sono state individuate alcune reazioni potenzialmente interessanti, che
permetterebbero di produrre i fasci di neutroni necessari per la terapia con acceleratori compatti,
da installare presso centri ospedalieri.
Piano di attività futura: Ci si propone di continuare lo studio delle reazioni per la produzione
di neutroni. Le misure si svolgeranno presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, dove è
in fase di approntamento una delle prime strutture per la BNCT con acceleratori. Saranno
effettuate inoltre simulazioni e misure di spettrometria e dosimetria di fasci di neutroni epitermici
prodotti presso acceleratori. Infine, si inizierà uno studio di fattibilità di un acceleratore per la
produzione di fasci di neutroni epitermici per la terapia.
Infine, in collaborazione con i Laboratori Nazionali di Legnaro si studiera' la possibilita' di
usare il fascio di protoni, attualmente in via di sviluppo presso questi Laboratori, per applicazioni
alla BNCT.
Interazioni fra nuclei pesanti ultra-relativistici ad LHC (esp. ALICE)
Altri enti coinvolti: INFN + Politecnico di Bari + Collaborazione internazionale
Ricercatori MURST: D. Di Bari, B. Ghidini, F. Navach, F. Posa
Ricercatori INFN: R.A. Fini, V. Lenti, V. Manzari, E. Nappi
Personale tecnico universitario: R.A. Loconsole, L. Liberti
Dottorato di Ricerca in Fisica: D. Cozza
20
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Nel grande anello di accumulazione per
adroni LHC (Large Hadron Collider) che sara' realizzato al CERN nel tunnel di LEP e dovrebbe
entrare in funzione nei primi anni del 2000, oltre ai protoni saranno accelerati anche nuclei pesanti
fino al Piombo all'energia di 3.2+3.2 TeV per nucleone. Sarà questa un'occasione preziosa per
studiare le interazioni fra nuclei pesanti nelle condizioni di più alta energia oggi immaginabile in
laboratorio: fenomeni nuovi ed imprevisti potrebbero verificarsi e, fra l'altro, si dovrebbero avere
le condizioni sperimentali più favorevoli per l'attesa transizione di fase dalla materia nucleare al
plasma di quark e gluoni. Nell'ambito di una vasta Collaborazione internazionale, e' stato
progettato un esperimento globale (ALICE) con un apparato capace di rivelare
contemporaneamente tutti (o quasi) i possibili indicatori della formazione del plasma. Il progetto
tecnico completo e' stato definito nel corso del 1995. Il gruppo di Bari e' impegnato in attivita'
tecnologica di Ricerca e Sviluppo sulla problematica della identificazione di particelle mediante
rivelatori RICH e su quella del tracciamento di precisione di particelle cariche mediante rivelatori
di Pixel al Silicio.
Attività svolta nel 1998: Il gruppo di Bari ha attivamente partecipato alla costruzione e test
all'SPS di un rivelatore RICH di dimensioni pari ai 2/3 del modulo finale di HMPID. Inoltre, il
gruppo ha avuto la responsabilita' dell'on-line e monitoring del prototipo in entrambi i periodi di
presa dati sia al CERN-PS che SPS. Sono proseguiti gli studi di simulazione in ambiente
GALICE che hanno permesso di ottimizzare la geometria finale del rivelatore. Nell'anno 1998 si
e' giunti alla realizzazione del Technical Design Report (TDR CERN/LHCC 98-19), il quale e'
stato approvato dall' LHCC con parere favorevole. Inoltre, nel mese di novembre, si e'
presentato ai referee di ALICE il completamento dell'analisi del pattern recognition svolta a Bari,
importante per la giustificazione dei parametri costruttivi e tecnologici adottati nel TDR.
Per quanto riguarda l'attivita' sui rivelatori a Pixel, questa ha riguardato:
- l'allestimento di una nuova probe-station nella Camera Pulita di Sezione per test manuali di
singoli chip e di ladder e per test automatizzati di wafer, al fine di alleggerire il carico
eccessivo che gravava sull'altra probe station, utilizzata anche dal gruppo CMS-Bari
- i test di ladders e di nuovi wafer OMEGA3 per preparare nuovi piani di pixel per NA57 e
per ottimizzare, nel contempo, l'efficienza del processo di bump-bonding.
Piano di attività futura: E' in corso l'allestimento, nel laboratorio di Bari, di un sistema
semi-automatico di incollaggio dei radiatori. Inoltre e' prevista una fase di test al CERN per lo
studio dell'invecchiamento dei fotocatodi.
Dopo la fase intensa della stesura del TDR, si e' concretizzata la possibilita', a partire dalla fine
del 1999, dell'impiego, nell'esperimento STAR a BNL, del prototipo che attualmente si trova al
CERN . Questo esperimento partira' nel novembre del 99 con la registrazione di dati di eventi
Au+Au a 100+100 GeV/c nel sistema del centro di massa. Questa rappresenta un'occasione unica
di poter provare le prestazioni del rivelatore nell'identificazione di particelle in un ambiente ad alta
molteplicita', ancor prima dell'inizio dell'esperimento ALICE. Bari sara' impegnata nella fase di
installazione del prototipo in STAR, dello sviluppo dei programmi di controllo on-line del
rivelatore e inoltre, a partire dal 2000, dell'analisi della produzione di particelle cariche, oggetto di
una tesi di dottorato.
Per quanto riguarda i Pixel al Silicio, e' prevista:
- la progettazione del nuovo chip di lettura ALICE1 (0.25 µm CMOS). Roberto Dinapoli, al
CERN da febbraio, ha curato tutta la parte relativa al discriminatore ed e' l'unico ingegnere,
assieme a M. Campbell ed a W. Snoeys, ad avere esperienza di progettazione e simulazione
sulla tecnologia IBM 0.25µn.. Altri ingegneri del Politecnico di Bari hanno poi curato, a
Bari, lo sviluppo delle nuove linee di ritardo, del DAC e del FAST OR analogico, in
tecnologia 0.35 µm;
- la fase di allestimento (al Politecnico) di una stazione di test per I.C., analoga a quella gia'
installata al CERN per gli esperimenti LHC.
Reazioni Nucleari indotte da neutroni su nuclei leggeri (C,N,O,H) - In situ Gamma-ray
spectroscopy (Esp. EXPLODET)
Ricercatori MURST: N. Cufaro-Petroni, G. D'Erasmo, G. Nardulli
Ricercatori INFN: A. Pantaleo
Personale tecnico INFN: G.Antuofermo, G. Iacobelli, M. Sacchetti. P. Vasta
21
Dottorato di Ricerca in Fisica: M. Palomba - F. De Carlo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Obiettivo della ricerca è la definizione delle
condizioni ottimali per la rivelazione di esplosivo nascosto e la realizzazione di prototipi di sensori
corrispondenti. L'identificazione di mine e di esplosivi nascosti è possibile attraverso l'utilizzo di
tecniche nucleari basate sull'analisi per attivazione neutronica, sfruttando due differenti reazioni
nucleari indotte da neutroni termici (TNA) e da neutroni veloci (FNA), in quanto è ben noto la
capacità di tali reazioni nucleari di marcare, attraverso l'emissione di raggi gamma, efficacemente
la presenza di elementi leggeri costituenti base degli esplosivi (C,N,O,H). La collaborazione
comprende i Dipartimenti di Fisica, le Sezioni INFN di Bari, Catania, Genova, Padova, Trento, i
Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN e il Khlopin Radium Institute di San Pietroburgo.
Attività svolta nel 1998: Nel Dipartimento di Fisica è stato preparato un sito schermato da
36 m 2 per le misure di TNA di oggetti nascosti con una sorgente di 252 Cf fino a 1mCi e flusso
neutronico totale attorno a 5x106 neutroni/s. All'interno del sito schermato sono stati preparati
quattro recipienti allineati di circa 0.5m3 di volume, riempiti con sabbia, terra, ghiaia e mistura dei
tre per simulare i vari ambienti in cui le mine possano essere seppellite. E' stato preparato un
carrello in alluminio,con struttura abile a sopportare elevati sovraccarichi per montarvi sopra le
varie combinazioni di sorgente - moderatore - schermatura - rivelatore gamma da studiare e
spostarlo sopra i recipienti gia' detti alla ricerca dei raggi gamma di cattura dell'azoto del
simulatore di esplosivo (Melanina). Il primo studio intrapreso e' quello della risposta di un unico
rivelatore a NaI(Tl) di grande volume (8" x 6"),acquistato nella prospettiva di accrescere il tasso
di conteggio dei raggi gamma utili ad alta energia per mezzo della Tau' elevata efficienza
intrinseca del rivelatore proposto. Sono state effettuate le prime misure con risultati che stimolano
ulteriori investigazioni.
Parallelamente e' stata portata avanti una linea di sviluppo e implementazione di calcoli di
MC per la simulazione delle situazioni sperimentali di EXPLODET. Il programma base GEANT
e' stato implementato con la subroutine MICAP per le interazioni dei neutroni di bassa energia e
con una subroutine di nuova realizzazione,GAMMATHERM, per la generazione di spettri gamma
di cattura Tau' aderenti alla realta' sperimentale. Con detti mezzi e' stato condotto uno studio
dell'effetto termalizzante del suolo in funzione della sua umidita' relativa e lo studio di un
moderatore aggiunto ottimale, in materiali e geometria, per i neutroni del 252 Cf. I risultati
incentivano l'uso di geometrie con dimensioni trasversali molto Tau' significative di quelle
longitudinali, esigenza da bilanciare con l'angolo solido di rivelazione e la compattezza
dell'apparato. Il materiale termalizzatore Tau' efficace e' il polietilene, mentre il piombo risulta un
buon riflettore oltre che una buona schermatura.
Piano di attività futura: Si intende provare nuova elettronica sul rivelatore gamma NaI(Tl) di
grandi dimensioni e di continuare ad effettuare le simulazioni MC con l'obiettivo finale di poter
simulare in un solo calcolo d'insieme il complesso sorgente-moderatore-rivelatore gamma. Inoltre
si intende tirare le conclusioni su i pro e i contro dell'impiego di rivelatori gamma di grandi
dimensioni.
E' previsto inoltre partecipare all'allestimento e alle misure di FNA presso i Laboratori
Nazionali di Legnaro(Pd), nonche' continuare nella messa a punto delle tecniche di simulazione e
nella effettuazione dei calcoli di MC che si renderanno necessari.
Studio del meccanismo di spread di configurazioni semplici di modello a shell in
particolari nuclei deformati (esp. SPREAD)
Ricercatori MURST: R. De Leo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Le eccitazioni nucleari a bassa energia in
nuclei pari-dispari sono interpretate con successo nell'ambito del modello a Shell come stati di
particella o lacuna singola, che possono accoppiarsi a configurazioni più complesse ed in
particolare con vibrazioni della superficie nucleare, tipiche di nuclei pari-pari. Ad alte energie di
eccitazione, questi stati (deeply-bound hole o high-lying particle-states) si frammentano e si
manifestano negli spettri come strutture simili a risonanze.
22
Attività svolta nel 1998: Sono stati studiati i livelli a bassa energia di eccitazione (fino a 10
MeV) del 56Fe, e la forza di eccitazione di livelli quadrupolari dedotta da scattering di protoni
polarizzati di 65 e 400 MeV e da deutoni di 65 MeV è stata confrontata con calcoli di modello a
bosoni interagenti. e modello a shell allo scopo di evidenziare stati eccitati a simmetria mista.
Piano di attività futura: Sono previste misure sugli isotopi del Cromo presso il ciclotrone del
centro RCNP di Osaka, e presso il tandem dell'Università di Monaco a Garching.
Costruzione di rivelatori di piano focale per spettrometri magnetici in sala A
dell'acceleratore CEBAF in Virginia (esp. ELETTRO)
Ricercatori MURST: R. De Leo
Ricercatori INFN: E. Nappi
L. Lagamba
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Costruire due rivelatori di piano focale per
gli spettrometri magnetici in sala A del CEBAF per particelle di momento inferiore a 4 GeV/c con
risoluzione in momento inferiore a 10-4. Il gruppo di Bari partecipa alla costruzione di due piani
di odoscopi a scintillazione, di un Cerenkov a gas e di un Cerenkov ad aerogel.
Attività svolta nel 1998: Sono stati completati gli odoscopi ed i rivelatori Cerenkov a gas e
aerogel. Il loro comportamento è testato con particelle di 1-4 GeV/c al CERN e con raggi cosmici.
La installazione dei rivelatori è in corso. Per il rivelatore test-RICH ad aerogel in fase di studio tra
Bari e Sanità, è stato dimostrato che è possibile usare nuovi tipi di aerogel come radiatori di
rivelatori RICH. Il gruppo ha partecipato anche al progetto di costruzione di fotorivelatori ibridi
(HPD) da usarsi nel piano focale dei RICH ad aerogel.
Piano di attività futura: È prevista l'utilizzo dei rivelatori per esperimenti del tipo (e, e'h)
presso il CEBAF.
Costruzione di un rivelatore RICH con radiatori a aerogel e gas C4F10 presso lo
spettrometro HERMES del laboratorio DESY di Amburgo (exp.NUCSPIN1)
Ricercatori MURST: V. Capozzi, R. De Leo
Ricercatori INFN: E. Nappi
L. Lagamba
Borsa di studio INFM: G. Perna
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Costruire un rivelatore Rich con duplice
radiatore (aerogel e C4 F10 ) idoneo alla identificazione delle particelle nel range di momenti tra 1 e
10 GeV/c. Il RICH e' inteso sostituire il rivelatore Cerenkov a soglia dello spettrometro
HERMES montato presso il laboratorio Desy ad Amburgo. Lo spettrometro intende studiare
funzioni di struttura di spin nucleari del deep inelastic scattering di elettroni polarizzati da 27 GeV
su nuclei H, D, He (e Tau' pesanti) polarizzati.
Attività svolta nel 1998: Sono stati completati gli studi sull'aerogel atti a dimostrare che gli
attuali campioni vengono prodotti con caratteristiche ottiche idonee a conservare l'originaria
direzionalità a gran parte dei fotoni Cerenkov emessi dall'aerogel quando attraversati da particelle
di momento tra 1 e 4 GeV/c. La installazione del rivelatore RICH e' stata effettuata nel corso del
1998.
Piano di attività futura: È prevista la caratterizzazione del rivelatore RICH dall'analisi dei
dati presi presso il laboratorio DESY.
23
3. Fisica della materia condensata
Tecniche ottiche innovative per applicazioni ambientali: "Sensori fotoacustici per il
controllo ambientale" ( Progetto Sud-FESR/INFM).
Altri enti coinvolti: RAF Electronic srl - Bari.
Ricercatori MURST: L. Baldassarre, M. Ferrara, M. P. Lugarà, G. Scamarcio, M.
Dabbicco.
Personale tecnico universitario: M.Cornacchia, M.Sibilano
M. de Rienzo, G.Ventruti , G.Plotino
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Per quel che attiene la diagnostica
ambientale un grande impulso hanno di recente avuto tecnologie di valutazione della
concentrazione di inquinanti e di temperatura nei processi combustivi oltre che quelle di
monitoraggio delle aree urbane con la determinazione del particolato in sospensione. Alcune di
queste tecnologie sono da considerarsi consolidate e l'obiettivo delle attuali ricerche è quello di
rendere fruibili in modo significativo da parte dell'utenza pubblica e privata. In tal senso la ricerca
è orientata all'ingegnerizzazione ed in alcuni casi trasportabilità dei sistemi di rilevamento. Al fine
di raggiungere gli obiettivi prefissati, l'UdiR INFM propone metodi e sensori basati sulla
Spettroscopia Fotoacustica (PAS). L'impiego di tale tecnica spettroscopica nella rivelazione di
inquinamento ambientale, permette il raggiungimento di livelli di sensibilità superiori rispetto alle
tecniche spettroscopiche convenzionali. I rivelatori di gas basati sull'effetto fotoacustico possono
essere impiegati sia in ambienti interni che esterni per il monitoraggio di gas tossici ed inquinanti
nell'atmosfera, l'identificazione degli inquinanti gassosi e il campionamento dell'aria in zone
prefissate. I rivelatori PAS oltre che essere stabili ed affidabili (richiedono saltuarie calibrazioni)
possono avere un' ampia gamma dinamica lineare (fino a sei ordini di grandezza).
Attività svolta nel 1998: Sperimentazione della cella risonante;analisi delle prestazioni in
termini di risonanza, sensibilità e selettività, linearità del segnale fotoacustico fino a qualche ppm
di inquinante in aria sintetica a pressione atmosferica.
Piano di attività futura: Progettazione e costruzione di una nuova cella risonante modulare,
ottimizzata per l'impiego con sorgenti IR a semiconduttore. Prove di risonanza, sensibilità e
selettività con laser a semiconduttore accordabile nell'intervallo spettrale di debole assorbimento
dell'anidride carbonica e del monossido di carbonio, intorno ai 6360 cm-1.
Tecniche ottiche innovative per biomedicina. Sottoprogetto "Ossimetria non invasiva"
(Progetto Sud-FESR/INFM).
Altri enti coinvolti: Università di Pavia, RAF Electronic srl - Bari, DIMO - Policlinico Bari.
Ricercatori MURST: I. M. Catalano, P. M. Lugarà, R. Tommasi.
Personale tecnico universitario: M. Cornacchia
C. Casavola
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La diagnostica ottica dell'ossigenazione dei
tessuti è ad oggi limitata agli strati più superficiali del corpo umano. Esistono altre tecniche non
ottiche di ossimetria non invasiva delle massi muscolari, basate sulla determinazione della
pressione parziale di ossigeno pericutaneo. La ossimetria ottica non-invasiva nel vicino infrarosso
permetterà di esplorare la perfusione fino ad alcuni centimetri di profondità, quindi anche in
masse muscolari consistenti o organi interni. La metodica verrà inizialmente sviluppata per la
determinazione della perfusione dei muscoli scheletrici in pazienti ipertesi o con patologie
cardiovascolari, a riposo o sotto sforzo. Successivamente la tecnica potrà trovare applicazioni in
altri importanti settori della medicina quali la neonatologia, per il controllo continuo
dell'ossigenazione cerebrale, l'ostetricia, per il monitoraggio degli effetti dei farmaci durante il
travaglio, la neurologia e la chirurgia vascolare, per il controllo della perfusione del cervello
durante operazioni alle carotidi, la cardiochirurgia, per valutare lo stato di vascolarizzazione del
miocardio.
24
miocardio.
Attività svolta nel 1998: Realizzazione di un prototipo di ossimetro a LED. Sperimentazione
su volontari consenzienti in ambiente clinico; confronto dei risultati con quelli di altre metodiche
di ossimetria non invasiva.
Piano di attività futura: Progettazione e realizzazione di una sonda ossimetrica sterilizzabile.
Ottenute le attese autorizzazioni, sperimentazione su vasta scala del prototipo di ossimetro su
pazienti in ambito clinico e, eventualmente, chirurgico.
Tecniche ottiche innovative per applicazioni industriali. Sottoprogetto "Sensori per
saldatura" - (Progetto Sud - FESR/INFM).
Altri enti coinvolti: INFM, Centro Laser scrl - Valenzano, RAF Electronic srl - Bari.
Ricercatori MURST: P. M. Lugarà, M. Ferrara, I. M. Catalano, R. Tommasi.
Personale tecnico universitario: M. Sibilano, M. Tamma (Borsa INFM).
A. Ancona, V. Spagnolo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'attuale stato dell'arte, per quel che
attiene ai controlli di processo in lavorazioni meccaniche, quali taglio e saldatura a mezzo fascio
laser o tradizionali, è caratterizzato da una ricerca estremamente diversificata che sfrutta le
tecnologie più disparate per ottenere un monitoraggio in tempo reale dei processi, tale da
consentire al contempo un miglioramento della qualità ed una maggiore affidabilità della
tecnologia. Nella rilevazione non invasiva di quanto accade nel punto di interazione con la materia
vengono diffusamente impiegate tecniche di spettroscopia, misurazioni d'intensità luminosa,
misure di campi elettrici indotti o di impedenze dei plasmi. Ad oggi, tuttavia, non sono presenti
sul mercato sensori efficaci, e quei pochi già in distribuzione risultano estremamente carenti per
quantità e qualità delle informazioni che riescono a rilevare.
Attività svolta nel 1998: Prove di saldatura laser, con acquisizione dello spettro di plasma di
saldatura e sua analisi, utilizzando la sorgente laser a CO2 dell'INFM installata presso il
Dipartimento Interateneo di Fisica. Progettazione di un sensore di saldatura, basato sulla
spettroscopia del plasma, per la correlazione puntuale tra temperatura elettronica durante il
processo e qualità del giunto saldato.
Piano di attività futura: Progettazione degli adeguamenti hardware e implementazione del
software necessari all'impiego di un nuovo sistema spettroscopico, in grado di fornire la richiesta
accuratezza spaziale di correlazione tra parametri del plasma di saldatura laser e qualità del
giunto, per velocità di processo fino a 50 mm/s. Prove d'impiego del sensore di saldatura in
impianti di saldatura ad arco tradizionale di tipo TIG.
Long wavelength infrared superlattice lasers. Progetto di Ricerca Avanzato INFM.
Altri enti coinvolti: Bell Laboratories, Lucent Technologies, Murray Hill, NJ, USA,
Università di Roma 2, Centro Laser scrl - Valenzano.
Ricercatori MURST: G. Scamarcio, M. Ferrara, I.M. Catalano, P.M. Lugarà, R. Tommasi.
Personale tecnico universitario: M.Sibilano
M.Troccoli.
25
M.Troccoli.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Nel 1997 è stato per la prima volta
realizzato un laser unipolare infrarosso (7.5 micron) a cascata quantica il cui funzionamento è
basato sull'impiego di un super-reticolo nella regione attiva del dispositivo. Questa nuova classe
di sorgenti è attualmente considerata la più efficiente nella regione del medio IR. In questo
progetto di ricerca si intende progettare, crescere e realizzare dispositivi elettroluminescenti basati
su eterostrutture di InGaAs/AlGaAs operanti nell'intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 8 e
12 micron Il programma si articola nei seguenti punti : progetto delle strutture e loro
caratterizzazione elettrica e ottica; crescita delle eterostrutture di InGaAs/InAlAs; lavorazione e
fabbricazione del dispositivo per la realizzazione dei laser a "quantum cascade"; simulazione,
mediante metodo Monte Carlo, delle strutture quantistiche e dei dispositivi per la comprensione
completa dei fenomeni di base che controllano le operazioni e le prestazioni delle strutture a
cascata quantica.
Attività svolta nel 1998: L'unità di ricerca di Bari ha realizzato tutti gli obiettivi previsti per il
primo milestone.
1. E' stata sviluppata una procedura di calcolo autoconsistente per la soluzione del problema
Poisson-Schrödinger in eterostrutture quantistiche complesse. Questo metodo si è rivelato
accurato e sufficientemente rapido per progettare strutture e dispositivi a cascata quantica.
2. Sono stati fabbricati dispositivi elettroluminescenti IR a cascata quantica in collaborazione con
Bell Laboratories, Lucent Technologies e Centro Laser.
3. E' stato messo a punto un apparato per la misura contemporanea dello spettro di emissione e
delle caratteristiche elettriche dei dispositivi.
4. E' stato modificato ed adattato un apparato di microscopia Raman per la misura degli spettri di
scattering Raman e luminescenza con risoluzione spaziale di 1 micron, durante il
funzionamento dei dispositivi.
Piano di attività futura: Verranno fabbricati e ottimizzati iterativamente dispositivi a cascata
quantica con regioni attive a super-reticolo sia InGaAs/InAlAs sia GaAs/AlGaAs presso l'Unità
di ricerca di Bari con la collaborazione dei vari partners indicati precedentemente. Verranno
studiati effetti legati all'iniezione tunnel e al rilassamento elettronico, ed effetti di generazione di
fononi fuori equilibrio.
Emissione laser nel medio infrarosso in semiconduttori drogati con ioni di metalli di
transizione (Progetto Integrato CNR).
Altri enti coinvolti: Istituto Nazionale di Metodologie e Tecnologie per la Microelettronica del
CNR (IMETEM) di Catania.
Ricercatori MURST: G. Scamarcio, I. M. Catalano, M. Dabbicco.
Personale tecnico universitario: M. Cornacchia.
Dottorato di Ricerca in Fisica: M.Troccoli.
Altro: A. Mazzone
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Lo scopo del presente progetto è la
realizzazione di dispositivi fotoluminescenti ed elettroluminescenti per sorgenti di radiazione nel
medio infrarosso (lunghezza d'onda = 2-5 micron). Inizialmente verranno studiati i processi di
eccitazione ottica e di emissione stimolata associati a transizioni intra-atomiche in semiconduttori
dei gruppi III-V, II-VI e IV drogati con ioni di metalli di transizione (Cr, Co, Ti, Fe).
Successivamente verranno esplorati i meccanismi di eccitazione elettrica, trasporto e scambio
energetico tra gli ioni metallici e la matrice di semiconduttore. La motivazione principale per lo
studio di nuove sorgenti operanti nel medio infrarosso è l'assenza a tutt'oggi di dispositivi
commerciali efficienti. I ricercatori dei due gruppi proponenti hanno già ottenuto risultati
scientifici documentati nel campo delle nuove sorgenti di radiazione IR, anche in collaborazione
con prestigiosi laboratori di ricerca stranieri. Tali lavori si inquadrano in una tematica di ricerca
avanzata in rapida e crescente espansione a livello mondiale anche a causa delle molte importanti
ricadute tecnologiche nel campo della rivelazione di tracce gassose e del monitoraggio ambientale.
26
Attività svolta nel 1998: L'elettroluminescenza a 3.5 micron ottenuta in strutture InP:Fe e
InGaAsP:Fe cresciute mediante tecniche epitassiali di equilibrio (MOCVD) ha aperto la strada
verso la possibilità di un pompaggio elettrico efficiente di dispositivi emettitori e laser nel medio
IR. Allo scopo di aumentare l'incorporazione della specie attiva, il Fe è stato introdotto nella
matrice di InP mediante impiantazione ionica, seguita da annealing. Studi di trasporto e
fotoluminescenza FT-IR hanno mostrato l'efficacia di questa tecnica per aumentare l'attivazione
degli ioni Fe di circa due ordini di grandezza. Questo risultato molto positivo è tuttavia bilanciato
dall'aumento drammatico dei fenomeni non radiativi Auger che tendono a diminuire l'efficienza di
luminescenza. E' stata determinata la vita media degli stati eccitati mediante spettroscopia risolta
in tempo. Sono state effettuate misure di guadagno ottico ad alta intensità di eccitazione.
Piano di attività futura: Verranno ulteriormente studiati i meccanismi di incorporazione e
attivazione di Fe allo scopo di aumentarne l'incorporazione in InP e limitare i fenomeni Auger
conseguenti alla ionizzazione dei livelli Fe2+. Verranno esplorate inoltre nuove coppie
semiconduttore-metallo di transizione (ZnS:Cr, ZnSe:Cr) che sono recentemente risultate molto
promettenti per l'emissione laser intorno ai 2.5 micron.
Studio di propagazione ed interazione di solitoni spaziali in materiali del secondo e terzo
ordine. Progetto PAIS - INFM
Altri enti coinvolti: Università di Roma 1, Politecnico di Milano, Università di Padova.
Ricercatori MURST: I.M.Catalano, R.Tommasi.
M.Tamma
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L'obiettivo del progetto è di ottenere
solitoni spaziali e impiegare le interazioni fra essi per applicazioni a dispositivi di interesse per le
telecomunicazioni o per applicazioni logiche, come modulatori, commutatori, porte logiche ecc.
Poiché lo studio e le interazioni dei solitoni spaziali costituiscono un campo di ricerca nuovo ed
interessante, è opportuno creare una sinergia nei gruppi di ricerca che si inquadrano nella tematica
dell'ottica nonlineare nell'INFM anche considerando che si tratta di una ricerca di punta a livello
internazionale e non sono presenti altri gruppi in Italia, esterni all'INFM, che studiano
l'argomento in modo sistematico. Il coordinamento di gruppi di ricerca INFM ciascuno dei quali
può contribuire allo studio di uno degli aspetti del problema, può portare ad un aumento di
competitività nel settore, ad una conoscenza più approfondita del problema e ad un ottenimento di
risultati significativi con un minimo dispendio di energia. Al fine di progettare dispositivi che
utilizzano solitoni spaziali e le loro interazioni è necessario avere una maggiore conoscenza del
comportamento dei solitoni, ovvero del modo di generarli e delle loro interazioni. In parte ciò è
già noto, per ciò che riguarda la propagazione in guide planari con materiali nonlineari del terzo
ordine, limitatamente al vetro e a AlGaAs; nulla si conosce per i calcogenuri; molto poco si
conosce per ciò che riguarda la propagazione nei materiali con non linearità del secondo ordine,
soprattutto come geometria guidante, ed è un problema del tutto incognito in altri tipi di materiali,
quali quelli fotorifrattivi dove la propagazione ed interazione è in bulk, ed esistono diversi regimi
temporali, uno solo dei quali è stato parzialmente studiato. Lo scopo ultimo del progetto è
selezionare quale tipo di interazione, quale materiale e quale geometria siano le migliori per
ottenere interazioni fra solitoni che possano essere integrate per la realizzazione di dispositivi per
applicazioni alle telecomunicazioni o al calcolo ottico, come porte logiche, indirizzatori di fascio,
commutatori, modulatori, etc., esplorando diversi regimi temporali (lenti e veloci) da proporre
come argomento di studio in sede europea. In definitiva gli obiettivi sono:
1) Alla fine del primo anno dovranno essere disponibili i dati sulla generazione di solitoni in
materiali del terzo ordine e la modellizzazione dell'interazione nei materiali del secondo ordine
e fotorifrattivi alle lunghezze d'onda di interesse per le comunicazioni ed il calcolo ottico, su
differenti scale temporali.
2) Alla fine del secondo anno dovranno essere disponibili i dati sulla generazione ed interazione
di solitoni in materiali del secondo ordine e fotorifrattivi e le proposte per utilizzare gli effetti
studiati per dispositivi. I dati dovranno essere tali da permettere stesura di un progetto al
livello della Comunità Europea.
Attività svolta nel 1998: Sono state misurate le parti reali ed immaginaria della suscettività
ottica al terz’ordine in guide di Al2 S3 nella regione dello spigolo di assorbimento per
assorbimento a due fotoni alla lunghezza d'onda λ=1064 nm. I valori ottenuti per n2 ed α2 sono
pari a 5 x 10-5 cm2 GW-1 e 0.3 cm GW-1, rispettivamente.
27
Piano di attività futura: Si intende proseguire lo studio delle proprietà ottiche nonlineari in
differenti guide di calcogenuri opportunamente ottimizzate alla luce dei risultati sperimentali e
delle simulazioni teoriche.
Riduzione del rumore quantistico nei sistemi ottici a semiconduttore. Progetto PAIS INFM.
Altri enti coinvolti: Università di Milano, Università di Firenze.
Ricercatori MURST: M. Brambilla, M. Dabbicco.
Personale tecnico universitario: M.Tamma
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Le fluttuazioni della luce dovute alla sua
natura quantistica impongono le limitazioni ultime per la generazione e la trasmissione dei segnali
ottici. Tale limite è raggiunto in alcuni sistemi ottici per l'informazione attualmente in corso di
sviluppo. Per esempio, l'emissione spontanea influenza la soglia dei laser a semiconduttore,
mentre il rumore quantistico aggiunto al segnale dall'amplificazione limita la velocità di
trasmissione di bit mediante solitoni in fibra. Tuttavia, un'appropriata ingegnerizzazione del
rumore quantistico permette di minimizzare questi effetti sul segnale che trasporta l'informazione.
Il progresso tecnologico rende inevitabile affrontare i problemi rappresentati dalle limitazioni
imposte dalla presenza di rumore quantistico. Riduzione del rumore quantistico: L'ampiezza e la
fase di un fascio ottico sono soggette a fluttuazioni, di origine sia classica sia quantistica. A
livello classico, esiste un livello minimo di rumore, detto shot noise, che proviene dall'arrivo
irregolare di fotoni sul rivelatore. A livello quantistico, invece, è possibile scendere al di sotto del
livello di shot noise e ridurre, in linea di principio, a piacere le fluttuazioni in una determinata
osservabile di interesse (l'ampiezza, per esempio). A causa delle regole di incertezza di
Heisenberg, ciò comporta un aumento delle fluttuazioni nell'osservabile coniugata (la fase nel
caso in cui l'ampiezza presenta fluttuazioni ridotte). Questa è la filosofia della riduzione del
rumore quantistico o squeezing. Legato a questi concetti è anche l'approccio delle misure
quantum non demolition, le quali evitano il rumore di retroazione dovuto alla misurazione
quantistica e permettono di prelevare informazione da una linea, in cui l'informazione viene
trasportata, senza alterare il valore dell'osservabile misurata. E' noto che gli esperimenti che
riguardano la generazione e la rivelazione di stati squeezed del campo elettromagnetico sono
molto difficili, perché richiedono l'eliminazione di ogni sorgente di rumore di origine classica.
Ciò spiega perché la prima osservazione sperimentale di stati squeezed sia stata ottenuta nel 1985,
dopo molti anni di indagini teoriche. Squeezing nei sistemi ottici a semiconduttore: Le ricerche
sulla riduzione del rumore quantistico possono acquisire interesse applicativo allorché riguardino
sistemi che permettano la miniaturizzazione e l'integrazione; ciò è possibile tipicamente per i
sistemi costruiti con semiconduttori. Ciò permette, in linea di principio, di realizzare, sulla base
dei principi dell'ottica quantistica, sorgenti o altre componenti ottiche che siano noise-free ed a
soglia ultrabassa e possono essere utilizzate per migliorare l'elaborazione, la trasmissione, lo
storage dell'informazione. Alla fine degli anni ottanta Yamamoto riportò la riduzione delle
fluttuazioni di intensità in laser a diodo, ad un livello che costituiva il record per gli effetti di
squeezing osservati. In realtà questo risultato non venne riprodotto in seguito in alcun altro
laboratorio, neppure in quello di Yamamoto quando venne ripetuto qualche anno più tardi, e pare
legato a qualche "virtù" non ancora individuata nei campioni che vennero utilizzati
nell'esperimento originario. Esperimenti molto più recenti, come quelli condotti presso il
laboratorio Kastler-Brossel di Parigi da Giacobino e collaboratori, riportano un minor livello di
riduzione del rumore. Ciò comporta anche la necessità di approfondire indagini teoriche, perché
la teoria elaborata da Yamamoto prevede un livello di squeezing assai elevato quando il laser è
molto sopra la soglia. La situazione è quindi controversa ed assai interessante, sia dal punto di
vista sperimentale, sia teorico. Due anni fa iniziò la pubblicazione dei risultati, ottenuti ad Oxford
da Fox e collaboratori, riguardanti squeezing in materiali semiconduttori. In questo caso non si
trattava di un laser, ma di un campione senza alcuna inversione di popolazione che veniva
irradiato da impulsi laser. Inoltre, l'effetto di squeezing non sorge in questo caso nell'intensità,
ma in un'opportuna componente in quadratura osservata con l'ausilio di un oscillatore locale. I
risultati ottenuti (40% di squeezing) sono incoraggianti. La ricerca sugli stati squeezed in
quadratura ha trovato recentemente rinnovato impulso sperimentale sia nel campo della
spettroscopia, dove sono state osservate modificazioni delle proprietà radiative degli atomi per
effetto delle proprietà quantistiche della sorgente, sia nel campo delle comunicazioni dove sono
stati proposti nuovi schemi di amplificazione di segnale senza rumore.
28
Azione laser in microstrutture a polimeri coniugati pompate otticamente. Progetto PAIS
INFM.
Altri enti coinvolti: Università Roma 1, Centro di Elettronica Quantistica del CNR di Milano,
IROE-CNR di Firenze.
Ricercatori MURST: M.Ferrara, I.M.Catalano, M.Lugarà, G.Scamarcio, R.Tommasi,
M.Dabbicco
Personale tecnico universitario: M.Cornacchia, M.Sibilano
L. Chiavarone
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca ha come obiettivo lo studio e lo
sviluppo di dispositivi compatti emettitori di radiazione coerente che impiegano materiali organici
come mezzo attivo. Saranno studiati i vari processi di emissione in funzione delle differenti
configurazioni geometriche come per es. strutture a microcavità e strutture a guida d'onda. Il
materiale organico sarà scelto tra quelli che hanno le migliori proprietà di emissione di luce.
Attività svolta nel 1998: Sono stati studiati polimeri del tipo poli-fenilene-vinilene (PPV)
con diversi tipi di catene laterali (funzionalizzazione) mediante assorbimento e luminescenza. Il
confronto tra le proprietà di film e soluzioni di polimeri con sostituzioni a catena lineare,
ramificata e chiusa a ponte (PPV ciclofano), ha mostrato che in quest'ultimo caso si ha una
significativa riduzione dei processi di ricombinazione non-radiativa associata all'interazione
intercatena.
Piano di attività futura: Verranno studiati i meccanismi di ricombinazione radiativa dei
suddetti polimeri mediante tecniche di fotoluminescenza risolta in tempo, pump and probe ed
elettroluminescenza.
Solitoni Spaziali in semiconduttori per la trattazione ottica dell'informazione.
Altri enti coinvolti: Dip. Fisica Università di Milano, Dept. of Physics University of
Strathclyde (Glasgow,UK), Physikalisch-Technisches Bundesanstalt (Braunschweig, D),
Institut Nonlineaire CNRS (Nice, F), Dip. di Energetica Univ. La Sapienza, Dip. di
Elettronica Politecnico di Torino, CESPA-CNR Torino, Dip. di Fisica Univ. di Firenze,
Dip. di Fisica Univ. di Como, CNET Labs France Telecom, Bagneux (F).
Ricercatori MURST: M. Brambilla, M. Dabbicco.
Dottorato di Ricerca in Fisica: T. Maggipinto
Borsa di studio INFM: I.Perrini
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Sinora, la difficoltà principale incontrata
nei tentativi di codificare informazione nelle strutture ottiche spaziali sorge dalla circostanza che le
varie parti del pattern sono fortemente correlate l'una all'altra, per cui una modificazione
introdotta localmente per codificare informazione cambia, in realtà, il pattern in modo globale.
Recentemente, tuttavia, è stato scoperto che in appropriate condizioni è possibile creare, nel
profilo del campo coerente emesso da un risonatore ottico nonlineare, degli stretti picchi locali di
intensità su di un background omogeneo. Questi si comportano come entità individuali e non
interagiscono tra di loro, purché la distanza sia superiore ad un certo minimo (stimabile
teoricamente) dell'ordine della dimensione dei picchi stessi. Questi oggetti sono chiamati solitoni
spaziali ottici (SS). Tutto ciò suggerisce la possibilità di trattare i solitoni come pixel ed, in effetti,
recenti indagini teorico-sperimentali mostrano che in sistemi ottici quali LCLV, dye organici,
rodopsine, cristalli centrosimmetrici, è possibile:
· controllare il sistema in modo da formare un gran numero di SS nel profilo trasversale del
campo elettromagnetico, nelle posizioni desiderate;
· cancellare singoli SS senza influenzare i rimanenti;
· prefissare la posizione dei SS che si formano, perché questi possiedano proprietà di
autoallineamento in gradienti di campo.
29
Attività svolta nel 1998: I modelli trattati sono stati estesi dal caso di un microrisonatore ad
eterostruttura GaAs/GaAlAs a quello di un microrisonatore con materiale attivo GaAs bulk, un
prototipo del quale e' stato realizzato presso i laboratori CNET (F). Per tale modello sono state
studiate le medesime caratteristiche della formazione spontanea di strutture modulate ed i regimi di
stabilita' dei SS. I risultati indicano che nei regimi operativi definiti dalle specifiche del prototipo
francese e' possibile ottenere SS stabili. Gli studi circa l'interazione ed il controllo di SS hanno
permesso di definire caratteristiche molto peculiari di tali entità: ad esempio, a differenza dei
solitoni di tipo propagativo (temporali o spaziali in una dimensione), i SS interagiscono
fortemente al di sotto di una distanza critica associata al vettore d'onda critico della instabilità
modulazionale da cui deriva la morfogenesi spontanea nel campo coerente, indipendentemente
dalle relazioni di fase tra essi esistenti. Due SS si fondono in un'unica struttura che a sua volta e'
un SS del medesimo tipo. La curva di risposta lineare del sistema sopra la soglia di instabilità
modulazionale e' stata studiata evidenziando la possibilità di usare il SS come elemento attivo per
amplificazione ottica di segnale (optical transistoring). Infine sono state studiate e specificate le
tecniche per controllare lo spostamento del SS attraverso la sezione trasversale del materiale
nonlineare. Questi risultati, congiuntamente agli schemi di interazione a coppie sono attualmente
allo studio per indicare architetture di gates logici totalmente ottici che non si basino sulla
transizione da uno stato 'off' (elemento attivo spento) a uno stato 'on' (elemento attivo acceso),
schema che risente di fenomeni di rallentamento asintotico critico (critical slowing down), ma
sulla traslazione dell'elemento attivo da una locazione di rilevamento ad un'altra.
Piano di attività futura: Nel quadro della partnership proposta -che costituisce in parte od in
toto l'attività inquadrata in un progetto Europeo ESPERTI Long Term Research ( Processamento
in matrici di solitoni ottici nonlineari (Processing In Arrays of Nonlinear Optical Solitons "P.I.A.N.O.S."(Partnership: INFM UdR Bari , INFM UdR Milano Università, CNET Labs
France Telecom, Bagneux (F), Physikalisch-Technisches Bundesanstalt, Braunschweig (D)
(COORD), University of Strathclyde, Glasgow (UK), Insitut Nonlineaire CNRS , Nice (F),
Universitaet Ulm (D). un progetto finalizzato CNR (M.A.D.E.S.S.2) ed in un piano di
cofinanziamento MURST- si perseguirà una costante raffinazione dei modelli per i sistemi
considerati e di ottimizzare le condizioni operative, in stretto contatto con i partner sperimentali.
Inoltre verranno analizzati teoricamente gli effetti termici entro approssimazioni coerenti con
gli esperimenti, e gli effetti delle disomogeneità del sample legate alle procedure di accrescimento
MOVPE
Verranno poi esplicitati gli schemi proposti per realizzare gates ottici, amplificatori e
commutatori di modulazione basati su SS. In collaborazione con le controparti sperimentali si
procederà alla qualificazione delle caratteristiche architettoniche del dispositivo s.c. su cui
realizzare i SS. I dati sperimentali verranno adottati nella trattazione teorica per caratterizzare sia le
risposte nonlineari che i regimi di formazione di strutture spaziali globali e localizzate (SS). Sul
medio termine la attività tenderà alla realizzazione di un dispositivo a larga sezione in cui
codificare matrici 2-d di SS, indirizzabili individualmente.
Fenomeni ottici non lineari nei semiconduttori II-VI a confinamento quantistico.
Altri enti coinvolti: INFM, MURST (40%), Lab. d'Optique Quantique du CNRS, Palaiseau
(France), Research Institute for Electronic Science-Okkaido University (Japan),
Laboratorio TASC-Trieste.
Ricercatori MURST: I. M. Catalano, R. Tommasi
Personale tecnico universitario: M. Cornacchia.
C. Netti, A. Adinolfi
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: I super-reticoli di semiconduttori II-VI di
ZnSx Se(1-x) /ZnSe sono strutture quantistiche di particolare interesse perché possono essere
impiegati nella realizzazione di sorgenti incoerenti (LED) e coerenti (diodi laser) a temperatura
ambiente, nella strategica regione blu-verde dello spettro elettromagnetico. La conoscenza delle
proprietà ottiche, eccitoniche e vibrazionali rappresenta, quindi, un indispensabile punto di
partenza per la progettazione dei dispositivi. Infatti, l'investigazione sull'esistenza dei processi di
amplificazione ottica e la determinazione della loro natura non può prescindere da una indagine
sistematica sulle proprietà eccitoniche e sui processi di collisione eccitone-eccitone e/o
eccitone-portatore.
30
Attività svolta nel 1998: Sono state avviate delle misure di fotoluminescenza risolta in tempo
in condizioni di eccitazione non risonante. I risultati preliminari mostrano una marcata dipendenza
della dinamica eccitonica dallo spessore di buca. Per una maggiore comprensione sulle modalità
di formazione e ricombinazione degli eccitoni sono in programma una serie di misure
(Laboratorio europeo LENS di Firenze) in dipendenza dalla energia di eccitazione (risonante con
gli stati eccitonici), dalla temperatura e dalla densità di eccitazione. Di estremo interesse sarà lo
studio del rilassamento energetico dei portatori fotoeccitati nel regime temporale del femtosecondo
(Laboratorio di Ottica Quantistica di Palaiseau).
Piano di attività futura: Si intende investigare i fenomeni di formazione e di rilassamento di
portatori liberi e di eccitoni in sistemi bidimensionali di semiconduttori del gruppo II-VI sulla
scala temporale dei femtosecondi. Tali studi verranno condotti per mezzo di una innovativa
tecnica sperimentale di pompa e sonda a due colori. Il successivo processo di localizzazione
eccitonica in buche di potenziale dovute alla rugosità di interfaccia tipica dei sistemi II-VI sarà
analizzato per mezzo di misure di up-conversion luminescence risolte in tempo nel dominio dei
picosecondi.
Dinamica del rilassamento ultraveloce dei portatori liberi e dei fononi fuori equilibrio in
eterostrutture bidimensionali di semiconduttori III-V ed in materiali monodimensionali
composti basati su nanocristalli semiconduttori o metallici in un dielettrico trasparente.
(Progetto Galileo Internazionale.)
Altri enti coinvolti: Laboratoire d'Optique Quantique du C.N.R.S.
Ricercatori MURST: M.Ferrara, M.Lugarà, R.Tommasi.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Il progetto si inquadra nell'ambito di una
vasta tematica di ricerca, rivolta alla individuazione di metodi spettroscopici e modelli per lo
studio e la comprensione della fisica di nuovi materiali quali le eterostrutture bidimensionali a
semiconduttore della famiglia dei composti III-V, nanocristalli metallici in matrice vetrosa e
complessi costituiti da molecole organiche e nanocristalli di semiconduttore. In questo progetto,
tre classi di sistemi sono state scelte dai due gruppi per condurre una ricerca in collaborazione e
con l'ausilio sia di tecniche di spettroscopia al femtosecondo risolta in tempo che di tecniche
integrate quali la fotoluminescenza, le spettroscopie Raman ed infrarossa, e spettroscopia Raman
risolta spazialmente. Nel corso dello studio ci si propone, inoltre, di sviluppare una tecnica di
spettroscopia risolta sia temporalmente che spazialmente (near field femtosecond optical
spectroscopy) e riguarderà i seguenti punti:
· eterostrutture a semiconduttore III-V: GaAs/AlAs, GaAs/AlGaAs e GaAs/InGaAs, in
particolare queste ultime sono di notevole interesse per applicazioni in dispositivi operanti a
980 nm. La spettroscopia al femtosecondo risolta in tempo ha permesso lo studio diretto del
rilassamento e della termalizzazione di portatori liberi e di fononi fuori equilibrio.
Recentemente è stato dimostrato che la generazione di fononi LO fuori equilibrio nel GaAs di
volume a temperatura ambiente può saturare i processi di interazione elettrone-fonone,
aumentando notevolmente il tempo di rilassamento elettronico. Ciò ha notevoli conseguenze
fondamentali e tecnologie, soprattutto nelle proprietà di trasporto elettronico, nella dinamica di
guadagno ultraveloce di laser a semiconduttore e nelle loro prestazioni.
· Nanocristalli d'argento uniformemente dispersi in matrice vetrosa. In tali sistemi è stato messo
in evidenza un forte incremento delle proprietà ottiche nonlineari in vicinanza della risonanza
dei plasmoni di superficie, caratteristico di queste strutture. In questo progetto noi intendiamo
studiare il rilassamento dell'energia e della coerenza di questa risonanza morfologica
utilizzando la tecnica di pompa e sonda al femtosecondo.
· Complessi a trasferimento di carica fra molecole organiche e nanocristalli di semiconduttori a
larga gap di energia, dispersi in una matrice dielettrica trasparente. L'obiettivo è di studiare il
trasferimento della carica attraverso l'interfaccia fra la molecola organica ed il nanocristallo
semiconduttore, che si ha seguito della fotoeccitazione selettiva della molecola organica legata
al cristallite di semiconduttore, in diversi regimi di trasferimento di carica.
Attività svolta nel 1998: Misure della dinamica ultraveloce dei portatori liberi dei processi di
rilassamento influenzati da fononi fuori equilibrio mediante la tecnica di saturazione di
assorbimento (e/o di riflettività) al femtosecondo.
Piano di attività futura: Si intende sviluppare la tecnica della "near field femtosecond optical
spectroscopy". Analisi ed elaborazione di modelli teorici.
31
Tecnologia del Quasi-Phase-Matching in guida d'onda di LiNbO3 per processi di chi(2) in cascata, e per
duplicazione di frequenza nel blu(Progetto Finalizzato CNR "MADESS").
Altri enti coinvolti: IROE-CNR - Firenze, Dipart. di Fisica - Politecnico di Milano, Dipart. di
Elettronica - Università di Pavia.
Ricercatori MURST: M. Ferrara, I. M. Catalano, R. Tommasi, M. Dabbicco.
Personale tecnico universitario: M. Sibilano.
A. Adinolfi
Dottorato di Ricerca in Fisica: T. Cassano
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Allo scopo di realizzare, con la tecnologia
del QPM in guida d' onda ottica, in niobato di litio, (guide PPLN), convertitori di frequenza e
controllori di fase di λ=1.55 mm di tipo altamente innovativo, ci si propone i seguenti obiettivi:
a) messa a punto della migliore tecnologia per l'inversione dei domini ferroelettrici, dopo aver
ampiamente sperimentato quella per la in-diffusione di titanio e quella col campo elettrico;
b) messa a punto delle tecniche di fabbricazione di guide a in-diffusione di titanio e a scambio
protonico con annealing per ottenere guide con parametri ottico-fisici predeterminati da
progetto, con l'alta precisione richiesta dai processi non lineari in guida (superiore di un ordine
di grandezza rispetto a quella richiesta da processi lineari);
c) realizzazione in guide PPLN di un controllore di fase, tramite processo di cascata di una
generazione di frequenza somma e di una generazione di frequenza differenza;
d) realizzazione di guide PPLN generanti seconda armonica guidata con alta efficienza, e tali che,
con successiva interazione a tre onde (processo di chi(2) in cascata), diano luogo a conversione
di frequenza nell' intorno di λ=1.55mm con banda di 20nm. Allo scopo di realizzare
duplicatori di frequenza nel blu da laser a semiconduttore a λ=0.8/0.9 mm, gli obiettivi sono:
e) realizzazione di emettitori nel verde e nel blu con guide PE in niobato di litio e niobato di litio
drogato con magnesio, progettate per generare seconda armonica Cerenkov;
f) realizzazione di emettitori nel blu con guide PE, electric poled, per la generazione di seconda
armonica Cerenkov con più alta efficienza di conversione;
g) realizzazione di guide APE, electric poled, con reticolo di inversione dei domini del primo
ordine, per la generazione di seconda armonica guidata nel blu;
h) realizzazione di guide APE su substrati QPM ottenuti con in-diffusione di titanio forniti da
IROE per la generazione di seconda armonica guidata nel blu, e confronto fra le due tecniche
di inversione dei domini.
Attività svolta nel 1998: Sono stati impiegati ed ottimizzati metodi di misura quali la tecnica
Z-scan e la spettroscopia microRaman per la determinazione dei parametri strutturali e di
caratterizzazione lineare e non lineare alle guide PPLN. Si sta lavorando allo sviluppo di nuovi
metodi di caratterizzazione lineare (per es. La tecnica dello Z-scan a due colori) per ottenere
misure con la più alta sensibilità possibile come richiesto dai fenomeni non lineari in guida.
Piano di attività futura: Obiettivi: Raffinamento e sviluppo di tecniche di indagine ottica per
lo studio delle caratteristiche delle guide Ti:LiNbO3 e delle guide a scambio protonico (PE). Si
studieranno dei modelli per queste guide in grado di assicurare una aderenza delle loro
caratteristiche ai parametri di progetto come richiesta nelle applicazioni all' ottica non lineare in
guida d' onda (in collaborazione con Milano). Realizzazione di guide per la duplicazione di
frequenze di laser a λ=1.064 mm mediante generazione di seconda armonica (SHG) per effetto
Cerenkov. Prove di inversione dei domini ferroelettrici del LiNbO3 mediante l'in-diffusione del
Ti (ITi) e mediante l' applicazione di un campo elettrico pulsato (E-poling). Saranno sviluppati
dei modelli delle guide per ottenere parametri ottico-fisici (salto d'indice ∆n, spessore, ecc.)
predeterminati da progetto e con l' alta precisione necessaria per avere, in guida, effetti non lineari
con buona efficienza. Le guide saranno caratterizzate all'IROE con metodi standard. Si inizierà lo
studio delle tecnologie per avere l' inversione periodica dei domini ferro-elettrici nel LiNbO3
(QPM). Saranno sperimentate sia la tecnica ITi che quella del "poling" con campo elettrico (E
poling). Al momento queste sembrano le tecniche più promettenti, tuttavia esistono numerose
problematiche aperte che richiederanno una ricerca approfondita con sviluppi imprevedibili.
Risultati previsti: Modelli di guide d'onda Ti: LiNbO3 e PE in grado di prevedere, con elevata
precisione, i parametri ottici della guida (∆n, dimensioni, ecc.) partendo da parametri di
fabbricazione.
32
Studio delle proprietà ottiche nonlineari di materiali organici
Altri enti coinvolti: INFM, Centro C.N.R. di Studio sulle Metodologie Innovative di Sintesi
Organiche – Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Bari
Ricercatori MURST: R. Tommasi, M. Ferrara
T. Cassano
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Per implementare dispositivi fotonici quali,
ad esempio, interruttori, commutatori, modulatori, porte logiche e memorie numeriche, sono
richiesti materiali che presentino elevate e veloci nonlinearità ottiche. I polimeri coniugati sono
considerati fra i più promettenti candidati alla realizzazione dei futuri dispositivi fotonici poiché le
loro proprietà ottiche possono facilmente essere modificate. Inoltre, essi possono essere prodotti
a basso costo in svariate forme quali singoli cristalli, film, guide d’onda e fibre. Il fine della
presente ricerca è lo studio, mediante la tecnica dello Z-scan, delle proprietà ottiche nonlineari al
terzo ordine di polimeri coniugati del tipo poly (p-phenilene vinylene). Saranno inoltre condotti
studi al fine di determinare l’influenza delle caratteristiche strutturali dei polimeri sulle loro
nonlinearità.
Attività svolta nel 1998: E’ stato allestito l’apparato sperimentale di Z–scan per la misura
simultanea delle parti reale ed immaginaria della suscettività ottica al terz’ordine. Diversi polimeri
di interesse sono stati sintetizzati e le loro proprietà ottiche lineari sono state determinate.
Piano di attività futura: Si intendono studiare le proprietà ottiche nonlineari al terz’ordine in
diverse soluzioni polimeriche in cloroformio al variare della loro concentrazione e sviluppare
nuove tecniche sperimentali atte alla determinazione dell’andamento temporale delle nonlinearità
in oggetto.
Misure Raman e Dial di vapor d'acqua atmosferico e validazione dati da satellite.
Sviluppo di tecniche spettroscopiche per la misura di parametri atmosferici
.Sottoprogetto: Tecniche fotoacustiche per l'analisi di gas. Progetto ASI:
Altri enti coinvolti: INFM, Università di Potenza; Università di Roma 1; Università di Roma
2; Bell Laboratories, Lucent Technologies, Murray Hill, NJ, USA; Jate University,
Szeged, Hungary.
Ricercatori MURST: M.Ferrara, I.M.Catalano, P.M.Lugarà, L.Baldassarre, G.Scamarcio,
R.Tommasi.
Personale tecnico universitario: M.Cornacchia
M.De Rienzo, G. Ventruti.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Dopo aver verificato la possibilità di
monitorare sostanze volatili in atmosfera mediante un sistema PAS per solidi opportunamente
modificato e aver testato l' andamento lineare tra segnale fotoacustico e la concentrazione dei
campioni gassosi presenti in cella (opportunamente adattata), si intende mettere a punto un
sistema PAS assemblato opportunamente, con sorgente laser nel NIR singolo modo, per
migliorare la sensibilità e la selettività del sistema. A tal proposito si impiegheranno microfoni
miniaturizzati e celle di opportuna geometria. Ci si aspetta che tutto il sistema possa conseguire
sensibilità dell'ordine del ppm o migliore e permettere misure estremamente selettive. Uno degli
obiettivi del progetto è la messa a punto di un sistema PAS trasportabile, a basso costo, sensibile
e selettivo e capace di misurare concentrazioni di differenti inquinanti da valori molto bassi (ppm)
a livelli percentuali. Inoltre sarà possibile operare in regioni dello spettro elettromagnetico fino al
medio IR (circa 10 µm) grazie all'impiego di sorgenti laser a semiconduttore emettenti nel medio
infrarosso (contemporaneamente sviluppate nell'ambito di un progetto INFM dalla stessa Unità
Operativa).
Attività svolta nel 1998: Taratura del sistema PAS convenzionale ( lampade e filtri ),
modificato per l'impiego di diodi laser NIR con lunghezza inferiore a 1 µm. Progettazione e
realizzazione di celle di misura per gas, con preamplificatore integrato, per raggiungere sensibilità
dell'ordine della ppm .
µ
33
Attività in corso : sperimentazione delle celle con diodi laser accordabili intorno a 1.6 µm ,
regione spettrale di debole assorbimento selettivo di CO e CO2 .
Piano di attività futura: Progettazione e realizzazione di celle e doppie celle risonanti ad alta
sensibilità, mirate all'impiego con sorgenti laser a semiconduttore accordabili nel NIR e MIR.
Studio delle modifiche necessarie per la riduzione degli ingombri e del consumo di energia
elettrica del sistema PAS, ai fini di un successivo adattamento per l'eventuale montaggio su
palloni-sonda, in ambito ASI.
Studio sperimentale e teorico di configurazioni per la formazione di strutture solitoniche
in materiali chi3 e chi2 (Teoria). Progetto Murst cofinanziato
Altri enti coinvolti: Università di Roma 1, Università di Milano, Università di Milano (sede
di Como).
Ricercatori MURST: M. Ferrara, I.M. Catalano, P.M. Lugarà, L. Baldassarre, G.
Scamarcio, R. Tommasi, M. Brambilla, M. Dabbicco
Personale tecnico universitario: M.Sibilano
A.Adinolfi,L.Chiavarone, C.Netti.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Le ricerche riguardano, per la fase relativa
alla propagazione in cavità nonlineari, sia materiali con nonlinearità di tipo cubico (chi3) sia di
tipo quadratico (chi2). Nel primo caso si considerano sia gli aspetti assorbitivi che dispersivi e si
analizzeranno le varie configurazioni. Si procederà alla caratterizzazione in regime stazionario dei
cicli bistabili nelle microcavità in funzione di diversi parametri critici (polarizzazione e intensità,
omogeneità dell'eccitazione, frequenza della radiazione rispetto alla frequenza risonante della
cavità e a quella della transizione del mezzo nonlineare). Caratterizzazione della dinamica del
processo lineare per quanto riguarda tempi di commutazione in funzione della frequenza e della
intensità. Per la fase di propagazione libera, individuazione di tecniche originali per lo switch di
strutture spaziali mediante controllo del profilo del campo d'ingresso. Caratterizzazione delle
immagini quantistiche in propagazione nei materiali chi2. Studio della formazione di pattern
spaziali in funzione di diversi profili di fase e ampiezza del campo d'ingresso. Preparazione di un
esperimento che ponga in evidenza il carattere quantistico dei pattern in propagazione con
materiali chi2.
Osservazione di immagini quantistiche in propagazione nei materiali chi2.
Tecniche di Remote Sensing Ottico per il Monitoraggio Ambientale
Altri enti coinvolti: IMAA-CNR, Area della Ricerca di Potenza, Centro Laser di Bari,
Università della Basilicata - Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente.
Ricercatori MURST: V. Berardi
M. Striccoli
O. De Pascale
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Lo studio dei componenti gassosi
dell'atmosfera è divenuto di cruciale importanza sia per quanto attiene al controllo della qualità
dell'aria, che per lo sviluppo dei modelli di circolazione globale volti alla previsione degli effetti
di tipo climatico riscontrabili a livello planetario (effetto serra, riduzione della fascia di ozono,
oscillazioni della temperatura media della terra... ecc.).
In quest'ambito assume particolare rilevanza lo sviluppo di tecniche ottiche di remote
sensing di tipo multiparametrico. Cioè di tecniche in grado di effettuare la misura di diversi
componenti atmosferici in modo simultaneo ed in tempo reale anche quando tali componenti siano
presenti solo in tracce.
Attività svolta nel 1998: L'attività svolta nell'anno precedente è consistita nella
progettazione e nella realizzazione del sistema lidar mobile, oggi operativo presso il centro laser di
Bari.
34
Piano di attività futura: Nell'ambito della presente ricerca si utilizzerà il sistema lidar mobile
ad assorbimento differenziale (DIAL), implementato presso il Centro laser di Bari) per rivelare
inquinanti gassosi quali l'SO2 , l'NO 2 e l'Ozono.
Si prevede inoltre di fornire la distribuzione spazio temporale in aree urbane ed industriali
dei suddetti componenti.
Sorgenti Entangled in Interferometria a Coniugazione Ottica di Fase
Altri enti coinvolti: Università di Baltimora (UMBC).
Ricercatori MURST: A.Garuccio, V. Berardi, D. Picca, M. Dabbicco, R. Tommasi, M.
Brambilla (Politecnico di Bari)
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Negli ultimi anni è cresciuto l'interesse
della comunità scientifica per il processo di dissociazione parametrica quale efficace sorgente di
coppie di fotoni correlati (entangled) in polarizzazione e momento molto più efficiente e facile da
manipolare rispetto alle sorgenti basate sulle cascate atomiche usate nei primi test sui fenomeni di
non-località nella meccanica quantistica.
Gli stati entangled sono sono una classe di stati quantici che non hanno un equivalente
classico. Stati squeezed, in quadratura e numero di fotoni, e stati numero ne sono altri esempi.
Tutti questi stati, così come anche gli stati coerenti, mettono in luce proprietà particolarmente
interessanti se iniettati in un interferometro di Michelson con uno degli specchi a coniugazione di
fase.
Boyd è stato il primo a porre l'attenzione sul comportamento di un interferometro di
Michelson con uno specchio a coniugazione di fase.
Nel caso di stati coerenti in ingresso, l'interferenza avviene per ogni possibile
polarizzazione lineare incidente, ma scompare se la luce è polarizzata circolarmente. Inoltre è stato
mostrato che tale apparato non dovrebbe produrre alcun tipo di interferenza se lo stato incidente è
uno stato numero. Infine è stato osservato che se lo stato incidente sull'interferometro è uno stato
entangled, potrebbero sorgere apparenti contraddizioni tra la Meccanica Quantistica e la relatività.
Obiettivo della presente ricerca è quindi quello di una più completa descrizione teorica
dell'interazione tra radiazione incidente nell'interferometro e specchio a coniugazione di fase e
contemporaneamente di una attenta analisi sperimentale di tale apparato sotto diverse forme di
illuminazione come stati coerenti, stati squeezed, stati numero, stati numero entangled, stati
coerenti entangled.
Attività svolta nel 1998: E' una nuova ricerca. Per l'attività teorica connessa con
l'argomento degli stati entangled e svolta nel 1998 si rimanda alla linea di ricerca ESBI.
Piano di attività futura: Ci si propone di mettere a punto uno specchio a coniugazione di fase
e di realizzare le sorgenti degli stati quantistici (coerenti, squeezed, numero) da utilizzare come
ingresso dell'interferometro a coniugazione di fase.
Di particolare importanza per il successo degli esperimenti sarà la scelta del materiale da
utilizzare per lo Specchio a Coniugazione di Fase (SCF), in quanto dall'efficienza del dispositivo
dipenderà in gran parte il rapporto segnale/rumore effettivamente ottenibile. Si pensa di utilizzare
un materiale a stato solido con una efficiente non lineare del terzo ordine. Rispetto alle celle di gas
normalmente utilizzate in questo tipo di esperimenti, un materiale a stato solido (semiconduttore,
fotorefrattivo o polimero) offre una maggiore flessibilità nella scelta della lunghezza d'onda da
utilizzare.
Inoltre ci si propone di realizzare lo stesso esperimento di interferometria con SCF
utilizzando stati squeezed in ampiezza o nel numero di fotoni. Questi stati, che hanno un
comportamento che potremmo definire intermedio tra quello degli stati coerenti e quello degli stati
numero, sono stati realizzati sperimentalmente soltanto negli ultimi dieci anni. Mentre sono stati
quantistici ben caratterizzati teoricamente, il loro comportamento in un interferometro a
coniugazione di fase non è mai stato indagato. Sarà quindi necessario sviluppare, in parallelo agli
esperimenti, un modello teorico adeguato.
Per realizzare questi esperimenti sarà necessario generare stati quantici diversi: stati
squeezed in quadratura, numero di fotoni e stati numero.
Infine, l'ultimo obiettivo indicato prevede la generazione di uno stato entangled a partire da
stati coerenti, utilizzando un approccio alternativo rispetto a quello perseguito da alcuni gruppi
sperimentali che stanno cercando di sovrapporre coerentemente stati numero entangled con
diverso numero di fotoni.
35
La nostra proposta si basa su di un'indicazione di Sanders, successivamente modificata da
Garuccio, in cui due stati coerenti ortogonali vengono opportunamente sovrapposti in un
interferometro di Mach-Zender nel quale è presente un mezzo non lineare del terzo ordine.
L'eventuale successo di questo esperimento, per quanto non garantito, segnerebbe una tappa
importante non solo per la comprensione dei fondamenti dell'ottica quantistica, ma anche nel
campo della realizzabilità di sorgenti adatte alle applicazioni di crittografia quantistica e algoritmi
quantistici.
Gli esperimenti verranno realizzati utilizzando la nuova sorgente laser del Laboratorio di
Spettroscopia Ultraveloce dell'INFM di Bari. La flessibilità della sorgente consente di operare in
regime CW o con impulsi di circa 100 fs in un ampio intervallo spettrale (700-1000 nm).
Data la criticità degli allineamenti degli interferometri, sarà necessario montare gli
esperimenti su di un apposito banco ottico dotato di supporti antivibranti.
Studio del danneggiamento da radiazione di rivelatori al Silicio.
Altri enti coinvolti: INFM, INFN.
Ricercatori MURST: V.Augelli, T.Ligonzo, L.Schiavulli e A.Valentini.
Personale tecnico universitario: G.Casamassima, D.Loiacono.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Rivelatori al silicio sono, ormai, di uso
comune nella fisica delle alte energie. Uno dei maggiori problemi incontrati nell'utilizzo di questo
tipo di rivelatori è dovuto all'introduzione di livelli energetici introdotti nella "energy gap" del
silicio. Questi livelli sono provocati dall'elevato flusso di particelle incidenti sul rivelatore (1014
part/cm2 per anno) e portano ad un aumento della corrente di saturazione inversa del diodo ed alla
diminuzione del segnale. È fondamentale quindi lo studio e la individuazione di tali livelli.
Attività svolta nel 1998: Sono stati studiati campioni di silicio di tipo n puri e ulteriormente
drogati con ossigeno. Tale materiale è stato irraggiato con protoni a varie fluenze ed è stato
analizzato tramite misure di conducibilità, mobilità Hall in funzione della temperatura. Su diodi
ottenuti a partire da tale materiale sono state effettuate sia misure di corrente di saturazione
inversa, sia misure di capacità tensione. Si è evidenziato come l'ossigeno, nei diodi irraggiati,
influenzi positivamente il materiale diminuendo la concentrazione di livelli profondi dovuti alla
rimozione del fosforo e quindi abbassando il livello di compensazione del silicio di tipo n.
Piano di attività futura: Lo studio di tali livelli energetici di difetti o impurezze nella gap di
un semiconduttore verrà effettuato tramite la tecnica della DLTS (Deep level transient
spectroscopy). Si studierà, inoltre, la conducibilità elettrica e la mobilità Hall su campioni di
silicio a più alto contenuto di ossigeno irraggiati a diverse fluenze.
Studio delle proprietà optoelettroniche di nanostrutture di semiconduttori II-VI e III-V.
Altri enti coinvolti: INFM, Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università di Lecce.
Ricercatori MURST: V. Augelli, T. Ligonzo, L. Schiavulli, A. Valentini
Personale tecnico universitario: G. Casamassima, D. Loiacono
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Scopo della ricerca é quello di studiare le
proprietà elettriche ed optoelettroniche di strutture a confinamento quantistico, come, per
esempio, buche quantiche multiple di materiali delle famiglie II-VI e III-V e di quantum dots di
InGaAs/GaAs.
Tale studio é di particolare importanza in vista di possibili applicazioni di tali strutture nel
campo dell'optoelettronica.
Attività svolta nel 1998: Sono state effettuate misure di capacità-tensione a diverse
temperature e frequenze di quantum dots di InGaAs/GaAs i cui risultati sono in corso di analisi.
36
Piano di attività futura: S'intendono studiare le proprietà elettriche e fotoelettroniche di
eterostrutture a semiconduttore delle famiglie II-VI e III-V a confinamento quantistico 2D, 1D e
0D. In particolare, s'intendono studiare le proprietà elettriche di quantum dots di InGaAs in GaAs
tramite caratterizzazione del dispositivo mediante misure di C-V e I-V e quelle del nitruro di gallio
fortemente drogato.
Studio delle proprietà ottiche ed elettriche di materiali semiconduttori polimerici.
Altri enti coinvolti: INFM, CNR
Ricercatori MURST: V. Augelli, V. Capozzi, T. Ligonzo, A. Minafra, R. Piccolo,
L.Schiavulli, A. Valentini
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Obiettivo della ricerca è lo studio di
materiali polimerici per applicazioni in dispositivi (sensori, LED).
Partendo da un materiale noto quale il TEFLON, si intende analizzare le proprietà ottiche
ed elettriche di una serie di materiali a film sottile a base di teflon, ottenuti drogando in fase di
crescita questo polimero con altri materiali sia organici che inorganici.
Attività svolta nel 1998: Strati sottili di polimeri teflon-like "piri" e drogati con oro sono
stati depositati mediante sputtering a fasci ionici utilizzando un target metallico e uno di TEFLON
in modo da controllare il rapporto metallo polimero nel film. Su tali materiali è stata effettuata una
caratterizzazione delle proprietà ottiche ed elettriche al variare della concentrazione di oro.
I risultati ottici sono stati interpretati applicando la teoria del Mezzo Effettivo per i materiali
bifasici. Per i risultati elettrici si e' utilizzato un modello percolativo.
Sono state analizzate le variazioni delle proprietà ottiche ed elettriche dei film di teflon-like,
"puri" e drogati con oro, in presenza di vapori di sostanze organiche (processo di swelling).
Misure di luminescenza hanno evidenziato proprietà di fotoemissione dei film di teflon-like.
L'emissione è stata attribuita a difetti C-C di tipo pi-greca introdotti dal processo di crescita
Piano di attività futura: Proseguirà lo studio sui materiali polimerici drogati.
Si analizzeranno i processi di conduzione elettrica e di assorbimento ottico in funzione della
pressione parziale di vapori di solvente organico per la definizione di un modello di swelling che
tenga conto del sistema bifasico.
Si analizzerà l'influenza della presenza di droganti polari e ionici sul processo di swelling
del teflon.
Sarà effettuato uno studio per la realizzazione di dispositivi elettroluminescenti a base
polimerica (teflon-like).
Proprietà ottiche e strutturali di film sottili e monocristalli di Fullerene
Altri enti coinvolti: INFM, CNR, ENEA
Ricercatori MURST: V. Capozzi, A. Minafra
A.M. Santoro
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Crescita di monocristalli e film sottili di
Fullerene C60 e C70, puri e drogati, e caratterizzazione delle loro proprietà strutturali,
morfologiche (con microscopia SEM) ed ottiche. I monocristalli di fullerene sono cresciuti in
tubo chiuso e aperto, controllando i parametri di crescita in modo da ottenere cristalli aventi
dimensioni di alcuni millimetri. La caratterizzazione ottica è eseguita con misure di assorbimento,
riflettività e luminescenza in funzione della temperatura nel visibile e nel vicino U.V.
37
Attività svolta nel 1998: E' continuata la crescita di cristalli di C60 con la tecnica di trasporto
in tubo chiuso. Sono stati ottimizzati i parametri di crescita, ottenendo cristalli fino a 1 cm di
dimensione. Questi sono stati caratterizzati con misure morfologiche (microscopia SEM),
strutturali (raggi X) ed ottiche (riflettività e fotoluminescenza (PL)). La diffrattometria con raggi
X ha mostrato che i cristalli sono cubici a facce centrate. Le misure di PL hanno messo in
evidenza il trasferimento di carica tra gli stati di singoletto e di tripletto degli eccitoni Frenkel.
Piano di attività futura: Sara' eseguita un'analisi sistematica delle misure strutturali ed
ottiche già disponibili e si procederà alla pubblicazione dei risultati ottenuti.
Effetti di localizzazione in Super-reticoli disordinati.
Altri enti coinvolti: INFM, Politecnico di Losanna (CH), (National Lawrence Lab., Berkeley
(U.S.A.)
Ricercatori MURST: V. Capozzi, R.Piccolo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Saranno studiate le proprietà ottiche ed
elettriche di super-reticoli disordinati di GaAs/AlGaAs. Questi super-reticoli sono s progettati e
cresciuti intenzionalmente con diverso grado di disordine nello spessore degli strati. Da misure di
luminescenza sia risonante che non risonante, si è visto che l'intensità di luce emessa aumenta col
grado di disordine. Questo effetto ha evidentemente dei notevoli risvolti di tipo applicativo, e
richiede pertanto un'analisi approfondita.
Attività svolta nel 1998: Sono state eseguite misure di elettroluminescenza a diversi valori di
tensione applicata in super-reticoli (SL) GaAs/AlGaAs con diverso grado di disordine nello
spessore degli strati di GaAs da 10 K a 300 K. Si e' visto che l'efficienza di luminescenza cresce
col grado di disordine artificiale introdotto nei campioni.
Piano di attività futura: Saranno eseguite misure di PL in presenza di un campo elettrico
(effetto Stark) in SL ordinati e con diverso grado di disordine nello spessore degli strati di GaAs,
al fine di studiare l'influenza del campo elettrico sugli effetti di localizzazione degli elettroni e
delle buche.
Films di Semiconduttori II-VI depositati con la tecnica "laser ablation" e con tecniche
fisiche.
Altri enti coinvolti: INFM, IMS-CNR Potenza, Dipart. di Chimica dell'Universita' di Roma
I, Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Brescia
Ricercatori MURST: V. Augelli, V. Capozzi, T. Ligonzo, A. Minafra, L. Schiavulli, A.
Valentini
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La crescita di film di materiali II-VI è
normalmente effettuata con tecniche sofisticate ed apparecchiature costose tipo MBE ed MOCVD.
L'uso della tecnica di "laser ablation" consente in alternativa di ottenere materiali di buona qualità
facendo uso di apparati semplici e relativamente poco costose.
Attività svolta nel 1998: Sono stati depositati con la tecnica "Laser Ablation" film sottili di
CdS, CdSe e delle leghe ternarie CdSx Se(1-x) su substrato di silicio cristallino e di zaffiro, in modo
da ottenere materiali fotoemettitori a gap ottiche variabili tra 1.7 e 2.6 eV. Queste eterostrutture
sono state caratterizzate strutturalmente mediante raggi X. Le loro proprietà ottiche sono state
studiate con misure di assorbimento, riflettività e fotoluminescenza (PL). I film sono costituiti da
microcristalli con struttura esagonale e sono orientati in un'unica direzione cristallografica. Le
loro proprietà ottiche sono confrontabili con quelle dei semiconduttori cristallini. In particolare
presentano una buona efficienza di luminescenza fino a temperatura ambiente.
38
Piano di attività futura: Proseguirà la deposizione di film sottili di eterostruture II-VI con la
tecnica "Laser Ablation" e mediante sputtering con fasci ionici. Saranno cresciuti film di ZnSe
(gap = 2.6 eV) e ZnS (3.6 eV) e leghe ternarie ZnSx Se(1-x) , per coprire l'intervallo visibile dal
verde al violetto. Tali film depositati su substrati amorfi (quarzo) e cristallini (GaAs, LiF, etc.)
saranno caratterizzati strutturalmente con raggi X. Le proprietà ottiche saranno studiate con
misure di assorbimento, riflettività e fotoluminescenza, correlandole con i parametri di crescita al
fine di ottimizzarli. Lo studio delle proprietà elettriche sarà eseguito mediante misure di
conducibilità, fotocorrente e di effetto Hall in funzione di T da 10 K a 300 K. Particolare
attenzione sarà dedicata allo studio dei difetti strutturali e/o chimici. Infatti questi hanno un ruolo
determinante per le proprietà elettriche ed ottiche dei dispositivi luminescenti.
Proprietà di trasporto e stabilità di film di Silicio amorfo e microcristallino.
Altri enti coinvolti: INFM, Centro studi per la Chimica dei Plasmi (CNR) - Bari.
Ricercatori MURST: V. Augelli, T. Ligonzo e L. Schiavulli.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Il silicio microcristallino si è rivelato un
materiale altamente promettente sia per applicazioni come transistor a film sottili (TFT) sia come
strato attivo in celle fotovoltaiche. Verranno studiati strati sottili di silicio microcristallino
cresciuto per PE-CVD (plasma enhanced chimical vapor deposition) a partire da miscele Si F4
-He -H2. Su tale materiale verrà effettuata una caratterizzazione elettrica e si valuteranno anche le
proprietà di fotoluminescenza.
Attività svolta nel 1998: La diluizione in He del gas precursore favorisce la crescita di
materiale microcristallino come evidenziato anche dalle proprietà ottiche ed elettriche. Misure di
CPM (Constant Photocurrent Method) hanno evidenziato un incremento dell'assorbimento
nell'IR quando la percentuale di frazione microcristallina si sposta verso il 100%.
Piano di attività futura: Ricerca conclusa.
Contenuto di Radon ed altri gas nelle acque sotterranee.
Altri enti coinvolti: Univ. Roma III, Univ. Roma II, Geophysical Service Kamchatka
Ricercatori MURST: P.F. Biagi, A. Minafra
Personale tecnico universitario: D. Lojacono, G. Casamassima
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca ha per scopo sia lo sviluppo
delle tecniche di rilevamento quasi continuo del contenuto di Radon (radioattività alpha) ed altri
gas disciolti nelle acque sotterranee che l'analisi dei dati raccolti.
L'obiettivo principale della ricerca e' l'individuazione degli eventuali contributi endogeni a
tali contenuti al fine di evidenziare sia possibili apporti dannosi alla potabilità delle acque sia
effetti legati a processi tettonici locali.
Attività svolta nel 1998: E' stato eseguito lo studio del contenuto di Radon ed altri gas in
alcune acque sotterranee dell'Appennino centrale e della Kamchatka. Tale indagine ha consentito
l'individuazione di notevoli apporti endogeni legati ai processi tettonici tipici delle due relative
aree geografiche. In particolare, in Kamchatka, tali apporti sono stati messi in relazione al
cambiamento di comportamento dei salmoni nel loro secolare ciclo di riproduzione nei fiumi
locali. Un tale cambiamento potrebbe produrre danni notevoli all'ambiente locale e all'economia
della Russia.
Piano di attività futura: L'attività di ricerca si svolgerà secondo i seguenti punti:
1- Sviluppo della strumentazione e delle tecniche di misura.
2- Attivazione di almeno una stazione di monitoraggio nell'area pugliese.
3- Raccolta ed analisi dei dati idrogeochimici relativi all'Appennino centrale ed alla Kamchatka.
39
Emissioni elettromagnetiche e disturbi nelle onde radio LF e VLF
Altri enti coinvolti: Univ. Roma III, Univ. Roma 2, Sheffield University, Tokyo University
of Electro-Communication
Ricercatori MURST: P. F. Biagi, A. Minafra
Personale tecnico universitario: D. Lojacono
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Gli scopi della ricerca sono due:
1) studio delle emissioni elettromagnetiche dalle rocce sottoposte a stress;
2) studio dei disturbi indotti dall'ambiente sulle onde radio a bassa (150-500 kHz) e bassissima
(10-100 kHz) frequenza.
La ricerca si prefigge di:
1) ampliare le conoscenze delle emissioni elettromagnetiche naturali e del loro effetto
sull'ambiente;
2) individuare le cause ambientali dei disturbi nelle trasmissioni radio a bassa e bassissima
frequenza.
Attività svolta nel 1998: Sono in funzione in Italia centrale ed in Giappone ricevitori per il
monitoraggio in continua del segnale radio trasmesso da stazioni ad onde lunghe.
E' operante dal 1994 in una grotta dell'Appennino centrale una strumentazione per il
monitoraggio continuo delle emissioni elettromagnetiche delle rocce in ambiente naturale.
Piano di attività futura: Il programma di ricerca futura prevede:
1) la raccolta e l'analisi dei segnali radio ad onde lunghe;
2) la raccolta e l'analisi dei segnali elettromagnetici monitorati in grotta;
3) l'estensione della ricerca all'area pugliese.
40
4. Fisica teorica
Fenomenologia delle teorie di campo
Altri enti coinvolti: INFN, Università di Ginevra, Capetown, Marsiglia, Trieste, Napoli,
Firenze, CNRS, Durham Univ. (UK).
Ricercatori MURST: G. Nardulli, E. Scrimieri
Ricercatori INFN: P. Colangelo
Dottorato di Ricerca in Fisica: A. Polosa, M. Ladisa,M. Mannarelli
Altro: F. De Fazio (Univ. Durham)
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si studiano le proprietà delle interazioni dei
mesoni e barioni contenenti quark pesanti con vari metodi: regole di somma di QCD, modelli a
potenziale relativistici, lagrangiane effettive. In particolare viene studiato il limite mQ→∞ e le
predizioni che se ne possono trarre sfruttando le simmetrie dei quark in questo limite. Obiettivo
della ricerca è l'analisi dettagliata dei vari canali di decadimento dei mesoni B e D e dei barioni
Λb , Σ b etc. Si studia, inoltre, la possibile violazione delle simmetrie CP e CPT in sistemi di
mesoni pesanti, osservabili in collisionatori dedicati. Si studiano vari aspetti dello scattering
profondamente anelastico, con un modello fenomenologico delle funzioni di struttura che tiene in
conto le proprietà di spin/statistica dei quark. E' stato inoltre proposto un nuovo metodo
numerico per la soluzione delle equazioni di evoluzione delle funzioni di struttura (Equazioni di
Altarelli-Parisi)
Si intende studiare il decadimento del B in 4 corpi leggeri. Si intende applicare la formula di
Cottingham al caso di temperatura finita.
Attività svolta nel 1998: Sono stati studiati:
- i decadimenti rari dei B in due neutrini
- i decadimenti semileptonici del B
- i possibili segnali di violazione dell'invarianza CPT ad una B factory
- la dualità locale e globale quark-adroni nel sistema dei B
- le interazioni forti fra mesoni con quark pesanti e pioni
- le differenze di massa elettromagnetiche di mesoni pesanti
- il ruolo delle correzioni radiative nella determinazione dei fattori di forma universali di
Isgur-Wise
- il ruolo dell'interazione di stato finale nella determinazione dell'angolo alpha del triangolo di
unitarietà
- la massa del quark strano
- un modello per le funzioni di struttura polarizzate dei nucleoni,
- e caratteristiche di un modello a quark costituenti del tipo NJL e in grado di descrivere le
interazioni di adroni contenenti un quark pesante
- un nuovo metodo di soluzione delle equazioni di Altarelli-Parisi.
- decadimenti inclusivi del B in stati non charmati
Piano di attività futura:
1. Decadimenti del B in tre corpi, nell'ambito della HQET
2. Decadimenti del B in eccitazioni orbitali di stati charmati e non charmati
3. Rideterminazione delle masse dei quark pesanti
4. Decadimento B->K η'
5. Calcolo di decadimenti B-> mesoni leggeri in modelli a potenziale.
6. Differenze di massa di adroni a temperatura finita
7. Applicazioni di un nuovo metodo per risolvere le equazioni di Altarelli-Parisi.
41
Fisica elettrodebole di precisione
Ricercatori MURST: G.L. Fogli
Ricercatori INFN: E. Lisi
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca tende ad analizzare la struttura
delle correnti deboli neutre e gli effetti di correzione radiativa indotti da particelle virtuali, con
particolare riferimento al bosone di Higgs, sia nel modello standard sia nel modello
supersimmetrico minimale. Si calcolano tali correzioni con tecniche perturbative a 1 e 2-loop e le
si applicano a quantità' osservabili in esperimenti di fisica elettrodebole di bassa e alta energia.
Attività svolta nel 1998: L'attivita' svolta e' stata essenzialmente di rassegna. I risultati sono
stati presentati in alcuni seminari su invito.
Piano di attività futura: Si valutera' se proseguire questa linea di ricerca, sulla base delle
indicazioni sperimentali attese dall'analisi finale di esperimenti di precisione come LEP2 e SLC.
Fisica delle oscillazioni di neutrino
Ricercatori MURST: G.L. Fogli
Ricercatori INFN: E. Lisi
Dottorato di Ricerca in Fisica: A. Marrone, G. Scioscia
Borsista post-doc INFN: D. Montanino
Altro (specificare): B. Faid (borsista Univ, di Algeri)
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca verte sull'interpretazione teorica
delle presenti evidenze di oscillazioni di neutrini provenienti da esperimenti con neutrini solari,
atmosferici, e da acceleratore, con particolare riferimento a modelli di oscillazioni in tre famiglie.
Se ne studiano poi le implicazioni per i futuri esperimenti.
E' proseguita una vasta attivita' di ricerca teorica e fenomenologica sulla fisica del neutrino,
che spazia dall'interpretazione delle ricerche di oscillazione tramite neutrini solari, atmosferici, e
di laboratorio, al ruolo dei neutrini nella nucleosintesi primordiale. Tali ricerche hanno ricevuto
un nuovo impeto dalle recenti indicazioni in favore di oscillazioni di neutrini atmosferici.
Neutrini solari: sono state studiate le implicazioni delle osservazioni spettrali
dell'esperimento Super-Kamiokande per le oscillazioni di neutrino nella materia e nel vuoto.
Neutriniatmosferici: sono state studiati gli spettri angolari dei muoni indotti da neutrini, ed
e' stato calcolato e descritto un nuovo effetto di distorsione di tali spettri, che e' presente solo in
scenari di oscillazione a tre "flavour".
Neutrini di laboratorio: sono state studiate le osservabili piu' opportune per rilevare
oscillazioni in tre "flavour".
Neutrini e nucleosintesi: poiche' il modello "big bang" sta per entrare in una nuova fase di
misure di precisione, e' stato impostato un formalismo che consente di confrontare accuratamente
le misure di abbondanze primordiali di elementi leggeri con le aspettative teoriche.
I risultati ottenuti in quest'anno e in quelli precedenti costituiscono, complessivamente, la
piu' ampia e sistematica indagine esistente sulla fisica delle oscillazioni di neutrino. Le ricerche
sono state presentate in varie conferenze nazionali e internazionali, nonche' in numerosi seminari
su invito presso istituzioni di ricerca italiane ed estere.
Alcune ricerche si sono svolte in collaborazione con il gruppo FA21 di Ferrara.
Piano di attività futura: Si intende proseguire questa linea di ricerca, con particolare
attenzione alle allo studio di oscillazioni di neutrini atmosferici, che appare molto promettente sia
sperimentalmente che teoricamente. Si intende anche ampliare la ricerca al caso di oscillazioni in
neutrini sterili.
42
Approcci non perturbativi per sistemi con un numero infinito di gradi di libertà.
Applicazioni a modelli di Meccanica Statistica.
Ricercatori MURST: L. Angelini, M. Pellicoro, M. Villani
Docente MPI: D. Caroppo
Assegno di ricerca Università: S. Stramaglia
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Vengono studiati metodi di
approssimazione in Meccanica Statistica di sistemi in equilibrio e fuori dall'equilibrio.
Attività svolta nel 1998: E` stato sviluppato un metodo per calcolare l'energia libera di un
modello di spin in termini di una serie di alte temperature ottenibile tramite uno sviluppo in
cumulanti; in questo caso il risultato del metodo variazionale di Feynman, che corrisponde ad una
approssimazione di campo medio, rappresenta il termine di Born. I termini dello sviluppo sono
rappresentati da grafici ai quali sono associate regole di calcolo. Il metodo e` stato applicato al
modello di Ising in 3 D; i coefficienti dello sviluppo, calcolati in termini delle funzioni di
correlazione del modello unidimensionale sono dati da espressioni formali funzioni delle costanti
di accoppiamento e della dimensione. Ciascuno di essi corrisponde alla risommazione di classi di
grafici delle tradizionali serie di alta temperatura.
Piano di attività futura: Si intende proseguire lo studio dei sistemi di spin in particolare
focalizzando l'attenzione sui problemi di dinamica in sistemi fuori dall'equilibrio.
Meccanica statistica di sistemi complessi: aspetti dinamici e di equilibrio.
Altri enti coinvolti: INFM, INFN, Politecnico di Torino, SISSA-Trieste, University of
Oxford, SACLAY-Parigi.
Ricercatori MURST: G. Gonnella
Dottorato di Ricerca in Fisica: A. Lamura, N. Suppa
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La peculiarità del comportamento statistico
dei sistemi complessi è dovuta a un panorama energetico nello spazio delle fasi delle
configurazioni del sistema caratterizzato dalla presenza di molti minimi. Questo comporta che le
proprietà di rilassamento verso lo stato di equilibrio termodinamico sono molto diverse da quelle
degli usuali sistemi statistici.
I modelli che studiamo sono utili per la descrizione del comportamento termodinamico di
sistemi vetrosi, miscele di polimeri, proteine, interfacce fluide interagenti. Usiamo tecniche di
calcolo analitiche e numeriche.
Attività svolta nel 1998: I principali risultati ottenuti nel 1998 riguardano
- Lo studio di modelli di spin di Ising e modelli di vertice che descrivono il comportamento
termodinamico di insiemi di interfacce fluide e di singole membrane.
- Lo studio degli effetti idrodinamici nel processo di separazione di fase delle miscele di fluidi.
Per questo problema è stato utilizzato un metodo di integrazione numerica noto come "lattice
Boltzmann scheme" che si basa su una discretizzazione dell'equazione di Boltzmann.
- Sono stati studiati gli effetti di un campo di velocità' "di shear" nella diffusione di liquidi
sovraraffreddati e nella separazione di fase di miscele fluide binarie. Nel caso della diffusione in
un solo fluido lo shear favorisce il rilassamento del sistema verso il suo stato di equilibrio.
Nella separazione di fase la crescita dei dominii risente fortemente della presenza del campo di
velocità'. I dominii crescono allungati nella direzione dello shear. Inoltre della disomogeneità'
sono presenti in modo sistematico nel sistema e si può' mostrare che il processo di crescita e'
caratterizzato dalla presenza di due scale di lunghezza per ciascun direzione spaziale.
Piano di attività futura: L'attività di ricerca continuerà secondo le linee su esposte.
43
Teorie di Campo non Perturbative
Ricercatori MURST: P. Cea
Ricercatori INFN: L. Cosmai
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si studiano le teorie quantistiche di campo
sia con metodi numerici che con tecniche variazionali. L'approccio con il reticolo permette lo
studio numerico delle teorie di campo. È possibile analizzare la struttura dello stato fondamentale
della Cromodinamica Quantistica con particolare attenzione al meccanismo di confinamento del
colore. Viene esaminato il fenomeno della rottura spontanea della simmetria nel modello standard
e si affronta il problema dei campi di Higgs.
Attività svolta nel 1998: E` stato utilizzato un nuovo metodo per valutare su reticolo l'azione
effettiva gauge-invariante mediante l'ausilio del funzionale di Schrödinger. Il metodo del
funzionale di Schrödinger è stato applicato allo studio dei modi instabili nelle teorie di gauge
SU(2) su reticolo. I risultati ottenuti indicano che il vuoto della teoria si comporta come un
superconduttore. Si è, altresì evidenziata una possibile connessione fra i modi instabili e il vuoto
confinante della teoria.
Si è studiata la possibilità della coesistenza della trivialità con la rottura spontanea della
simmetria nella teoria l(j 4)4 . Questo scenario implica alcune differenze sulle leggi di scala che
governano il limite del continuo. In particolare lo studio di precisione del limite del continuo della
teoria di un campo scalare reale in quattro dimensioni ha mostrato che la proposta della
coesistenza della trivialità con la rottura dinamica della simmetria è consistente con i dati numerici.
Mediante un approccio variazionale si è studiata la struttura dello stato fondamentale
dell'elettrodinamica quantistica bidimensionale. Si è mostrato che la generazione spontanea di un
campo magnetico nel caso di fermioni di Dirac con massa non invariante per parità è rilevante per
la formazione di difetti ferromagnetici durante la transizione di fase elettrodebole. Si è mostrato,
inoltre, che i domini ferromagnetici possono generare un campo magnetico cosmologico
primordiale in accordo con le osservazioni sperimentali.
Piano di attività futura: Si prevede di applicare la tecnica del funzionale di Schrödinger su
reticolo nel caso di teorie di gauge non abeliane in presenza sia di campi di monopoli magnetici
che di campi di background diversi. Si intende estendere lo studio alle teorie di gauge in
equilibrio termico con particolare attenzione alla transizione di deconfinamento. Si intende
estendere lo studio al caso di fermioni dinamici.
Sarà approfondito lo studio della teoria di campo scalare in autointerazione con particolare
riferimento al limite del continuo della teoria su reticolo.
Comportamento temporale dei sistemi quantistici, ottica neutronica e caos.
Altri enti coinvolti: INFN, Atominstitut Wien (Austria), Waseda University (Tokyo),
Clarkson University (USA)
Ricercatori MURST: S. Pascazio
Dottorato di Ricerca in Fisica: Paolo Facchi
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Analisi del comportamento temporale dei
sistemi quantistici, con particolare riguardo alla transizione verso l'equilibrio ed al
comportamento a tempi brevi (la cosiddetta regione di Zenone). In ottica neutronica si stanno
analizzando i meccanismi che generano perdite di coerenza quantomeccanica (decoerenza) e le
interazioni con atmosfere complesse. Vi sono legami molto interessanti fra i fenomeni caotici e la
perdita di coerenza quantistica e possibili applicazioni nella fisica dell'universo primordiale.
Attività svolta nel 1998: Sono continuate le collaborazioni con L.S. Schulman, del Physics
Department della Clarkson University (USA), con H. Rauch, dell'Atomintitut di Vienna
(Austria), e con M. Namiki e H. Nakazato del Physics Department della Waseda University
(Tokyo, Giappone).
44
Si e' investigato il comportamento temporale dei sistemi quantistici, focalizzando
l'attenzione sui fenomeni caratteristici dei tempi brevi e sulle conseguenze derivanti dalla presenza
di cutoff o in generale dai fattori di forma dell'interazione. Si sono evidenziate situazioni in cui si
ottiene una fase di Berry a partire da una dinamica di tipo "Zenone". Si sono studiati effetti di
depolarizzazione e dephasing nella fisica dei neutroni termici. Si e' anche proposto un nuovo
metodo atto a determinare con precisione la fase in interferometria neutronica quando il numero di
eventi a disposizione e' molto basso. Lo studio dei fenomeni dissipativi, delle perdite di coerenza
quantistica (decoerenza) e delle misure quantistiche ha permesso di evidenziare alcuni effetti
molto interessanti legati ai meccanismi dell'interazione. I dettagli di tali meccanismi sono ancora
oggetto di analisi e potrebbero avere applicazioni notevoli nella fisica dei neutroni termici, freddi
ed ultrafreddi. Infine, si sono investigati modelli che generano caos (nel caso quantistico) quando
vengono effettuate misure della variabile di tipo azione. Si e' trovato un comportamento diffusivo
della variabile azione per una classe generale di Hamiltoniani del tipo F(azione) + G(angolo)
(radial twisting maps) e se ne e' studiato rigorosamente il limite semiclassico.
Piano di attività futura: Continuerà' lo studio degli argomenti sopra menzionati. In
particolare, si analizzeranno una serie di fenomeni fisici legati al comportamento temporale dei
sistemi quantistici, si focalizzerà' l'attenzione su alcuni recenti risultati sperimentali ottenuti
facendo interferire neutroni termici e freddi, si investigherà' il problema del caos quantistico in
relazione ai fenomeni di decoerenza e si studierà' l'interazione fra neutroni ed atmosfere
complesse. Tali temi hanno rilevanza per una serie di problemi di interesse fondamentale, quali
l'ottica neutronica, l'astrofisica e l'ottica quantistica.
Algoritmo di calcolo di integrali funzionali
Ricercatori MURST: E. Scrimieri
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si vuole sviluppare un procedimento
generale per il calcolo degli integrali funzionali rilevanti in teoria di campo quantistica e in
meccanica statistica. Si tratta di un algoritmo basato su una particolare scelta di una matrice di
trasferimento e sull'analisi delle sue proprietà analitiche.
Attività svolta nel 1998: Si è trovato che particolari condizioni periodiche sulla boundary del
reticolo conducono ad una semplice espressione della matrice di trasferimento le cui proprietà
analitiche sono contenute in un set di equazioni autoconsistenti.
Piano di attività futura: Si vogliono risolvere le equazioni di autoconsistenza e determinare il
valore dell'integrale funzionale in termini degli autovalori della matrice di trasferimento.
Equazione di Helmholtz
Ricercatori MURST: G. Paiano, P. Cea, M. Pellicoro
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Studio della propagazione della radiazione
in mezzi ad indice di rifrazione variabile, in particolare propagazione della luce in fibre ottiche.
Attività svolta nel 1998: Si è continuato nello studio del problema delle frequenze di taglio
delle fibre ottiche 'debolmente guidanti' col metodo della trasformata di Laplace. Si è riusciti a
dare una esplicitazione alla tradizionale formula WKB per le frequenze di taglio mediante uno
sviluppo in serie di potenze nel numero quantico azimutale.
Si sono formulate estensioni della formula WKB valide anche per piccoli numeri quantici.
Piano di attività futura: Si intende estendere i risultati ottenuti al calcolo analitico e\o
numerico della costante di propagazione dei modi delle fibre 'debolmente guidanti'. Si intende,
altresì', applicare l'approccio analitico basato sulla trasformata di Laplace ad altri problemi
ondulatori.
45
Meccanica Stocastica
Ricercatori MURST: N. Cufaro Petroni
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si studia l'ipotesi secondo la quale, in
Meccanica Stocastica, le soluzioni delle equazioni di Fokker-Planck associate a stati quantistici
rilassano tutte, nel tempo, verso la soluzione selezionata dall'equazione di Schroedinger. La tesi è
stata analizzata in vari casi con stati stazionari e non-stazionari e si è trovato che in alcune
situazioni tale comportamento non è seguito. Si intende pertanto esaminare la possibilità di
generalizzare la struttura formale tradizionale dalla Meccanica Stocastica introducendo una parte
diffusiva non più determinata a priori ma intesa come variabile dinamica sottoposta a un
opportuno principio di estremalità d'azione. In connessione con tale ricerca vengono studiati
alcuni aspetti della risonanza stocastica e della dinamica di fasci di particelle in acceleratori
considerandoli come sistemi mesoscopici particolarmente adatti ad essere descritti nello schema
della meccanica stocastica (esperimento DFMNC di Gruppo V INFN). Si studiano infine i
comportamenti paradossali (originariamente messo in evidenza da Nelson e Onofri) della
Meccanica Stocastica per esaminare i limiti della attuale formulazione di questo modello
probabilistico classico della meccanica quantistica.
Attività svolta nel 1998: Sono state dimostrate varie proposizioni di natura generale sulla
monotonia della diminuzione della distanza fra distribuzioni di probabilità soluzioni della suddetta
equazione e sono stati esaminati (con soluzioni esatte e non sempre già note in letteratura)
numerosi esempi. In particolare è stato studiato mediante sviluppi in polinomi ortogonali il caso
delle equazioni associate a stati eccitati dell'oscillatore armonico e delle buche di potenziale. In
ambedue questi casi è stato anche possibile determinare le deformazioni di potenziale necessarie a
guidare il sistema quantistico lungo le evoluzioni temporali previste dalla meccanica stocastica:
risultati interessanti sia per il controllo della dinamica di fasci di particelle negli acceleratori che
per una descrizione delle transizioni fra stati quantistici stazionari.
Piano di attività futura: Studio dei processi descritti dalle equazioni di Fokker-Planck
associate a stati quantistici, ma non ergodici o comunque non convergenti nel tempo verso
soluzioni quantistiche: analisi delle possibilità di modifiche della struttura della meccanica
stocastica per garantire tale convergenza. Controllo della dinamica dei fasci di particelle in
acceleratori mediante la loro descrizione in termini di meccanica stocastica. Analisi di sistemi che
presentano risonanza stocastica e loro analogie con sistemi quantistici mesoscopici.
Stati entangled e disuguaglianze di tipo Bell per osservabili tricotomiche
Altri enti coinvolti: Universita' di Pavia; University of Maryland at Baltimore County
Ricercatori MURST: A. Garuccio, D. Picca, V. Berardi
Docente SMS, associato INFN: V. L. Lepore
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca intende analizzare la natura degli
stati "entangled" in meccanica quantistica, ed in particolare in ottica, e studiare le possibili
sorgenti di stati coerenti entangled. Questi stati, infatti, sebbene previsti teoricamente, non sono
stati ancora realizzati e vi è un grande dibattito sulle caratteristiche fisiche a loro associate e sui
possibili processi coi quali produrli.
Scopo della ricerca è mettere in evidenza tutti quegli aspetti, alcune volte paradossali, che
compaiono soprattutto quando sono trattati pochi oggetti correlati. In questi casi, infatti, i
fenomeni tipicamente quantistici risultano più' evidenti e più netta appare la contraddizione con
modelli basati sulla causalità e località di Einstein.
Lo strumento formale per mettere in evidenza e misurare tale contraddizione e' la
disuguaglianza di Bell o disuguaglianze simili dedotte per osservabili tricotomiche.
Attività svolta nel 1998: Le ricerche sul paradosso di EPR si sono estese alla formulazione
di nuove disuguaglianze con limite superiore modificato applicabili agli esperimenti di
conversione parametrica del secondo tipo. Quest'approccio è basato su una più generale analisi
degli esperimenti alla EPR nella quale si considera esplicitamente la possibilità di perdita di
informazione negli apparati.
46
Nell'ambito della collaborazione con il gruppo dei proff. Shih e Rubin di Baltimora è stata
studiata la possibilità di produrre una sorgente asimmetrica di stati non totalmente entangled e una
sorgente che fornisca tre fotoni in uno stato entangled. I risultati mostrano come sia difficile
ottenere questo stato che sarebbe fondamentale per verificare, senza ipotesi supplementari, la
violazione della località in natura.
Nell'ambito della collaborazione con Pavia è stata proposta una nuova tecnica per la misura
della violazione della disuguaglianza di Bell basata su tecniche di misure omodine.
Piano di attività futura: Sulla base di un approccio sviluppato negli anni precedenti, si
studieranno gli effetti di una bassa efficienza di tutte le componenti di un reale apparato sulla
verifica sperimentale della località di Einstein.
In collaborazione col gruppo di Pavia e di Baltimora si intende studiare gli stati correlati alla
EPR e la loro caratterizzazione quantistica.
Cosmologia di stringa
Altri enti coinvolti: INFN, CERN
Ricercatori MURST: M. Gasperini
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Lo scopo della ricerca e' lo studio degli
aspetti teorici e fenomenologici dei modelli di "pre-big bang" basati sulle simmetrie duali
dell'azione effettiva di stringa. L'obiettivo principale e' quello di individuare e proporre test
osservativi delle teorie unificate di stringa (e, più' in generale, della fisica alla scala di Planck),
ricostruendo l'evoluzione dell'universo primordiale mediante lo studio dei fondi fossili a
debolissima interazione (gravitoni, dilatoni, assioni, ...).
Attività svolta nel 1998: E' proseguito lo studio della cosmologia di stringa. Le ricerche si
sono concentrate, in particolare, sui seguenti tre argomenti:
1) transizioni dal pre- al post-big bang in un contesto classico e quantistico,
2) invarianza duale della teoria delle perturbazioni cosmologiche,
3) contributi assionici all'anisotropia su larga scala osservata da COBE.
Sono stati inoltre pubblicati tre contributi su invito in un volume dedicato alla gravita'
quantistica e alla teoria delle stringhe. I risultati ottenuti sono stati esposti in relazioni presentate
su invito a vari convegni nazionali ed internazionali. Il lavoro sugli effetti di gravita' repulsiva ha
vinto il quarto premio nel concorso internazionale "1998 Awards for Essays on Gravitation"
bandito dalla Gravity Research Foundation (Wellesley Hills, Ma).
Piano di attività futura: Si prevede di studiare lo spettro dell'anisotropia di fondo indotta da
fluttuazioni del campo assionico, e la "back reaction" classica e quantistica della radiazione
prodotta, per i modi a grande lunghezza d'onda.
Paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen in fisica delle particelle
Ricercatori MURST: F. Selleri
Altro: Alexander Afriat (London S.E.), Roshan Foadi (Univ. of Denver)
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: The strange nature of quantum correlations
between separated systems, pointed out by Einstein, Podolsky and Rosen (EPR), has stimulated
a lively debate over the past thirty years. The incompatibility between the empirical predictions of
quantum mechanics (QM) and very general consequences of local realism (LR) became fully
evident with the 1965 work of Bell, showing that LR models satisfy an inequality often violated
by QM. In 1969 Clauser, Holt, Shimony & Horne stressed that a Bell-type inequality could be
checked experimentally with photon pairs emitted by single atoms, even with the available low
efficiency photon counters, if suitable additional assumptions were made. Several experiments
were accordingly performed and QM turned out to agree with the data. It has been pointed out,
however, that the additional assumptions brought to the formulation of inequalities different from
(and much stronger than) Bell's original inequality. The experimental results violated the stronger
inequalities but were still compatible with those deduced from LR alone.
47
Thus the choice between LR and QM has yet to be made. A more critical scrutiny of the problem
can come from the study of the EPR paradox in domains where highly efficient detectors can be
used and additional assumptions are not needed. An appealing possibility is the decay of a vector
meson into a pair of neutral mesons. This was recognised already in 1983, but the first detailed
calculations were made only in 1992, after establishing the possibility of a causal description of
single K° physics.
Attività svolta nel 1998: In the recent past remarkable results concerning the foundations of
quantum theory were obtained. The Bari group contributed to several of them, sometimes in
essential ways, e.g. to the following:
1. Overcoming the obstacles opposing a causal description of quantum phenomena in space and
time (von Neumann’s theorem, Bohr’s complementarityand Heisenberg’s indeterminacy
relations). Proposals of experiments on the de Broglie waves.
2. Proof of Bell’s inequality from the most general idea of local realism and criticism of the
Clauser-Horne formulation . Extension of Bell’s inequality to any linear combination of
correlation functions. Computer study of 13,500,000 inequalities and discovery of 1050
superinequalities (= inequalities violated by correlation functions consistent with Bell’s
inequality);
3. Theoretical proof that experiments with atomic photon pairs (Aspect et al.) did not violate
Bell’s inequality, due to the detection loophole, but only a different inequality, called “strong”,
deduced from untestable additional assumptions
4. Formulation of a general approach to Bell-type inequalities for trichotomic observables
explicitly including in the calculations the detection loophole its application to the analysis of
new versions of EPR paradox (Hardy's approach, Eberhard inequality, etc);
5. Formulation of the EPR paradox for neutral kaon pairs, for which the detection loophole is
much less important; Extension of the theory to the case of neutral B-meson pairs produced in
the decay of the Y(4s) resonance.
Piano di attività futura: The recent development of new accelerators (phi-factories,
B-factories) has greatly increased the practical interest of the problem. The most general
formulation of local realism for K° pairs was published in 1997, with special reference to the
decay of the phi mesons . A 30% discrepancy between QM and LR for the probability of joint
Kbar/Kbar detection was found. Further work showed that the treatment of K° pairs with rate
equations could lead to inconsistencies because the historical nature of kaons needs to be taken
into account. When this is done properly in LR an even larger discrepancy is found between LR
and QM . Therefore it would be of great interest to perform EPR experiments at DAFNE.
Application of the idea to a recent experiment by the CPLEAR collaboration on antiproton
annihilations at rest in hydrogen into K° pairs has brought to a good agreement with the data.
Disagreement between LR and QM was predicted only in a kinematical region yet to be explored.
More detailed calculations will be made.
Following this line of thought a LR theory of correlated B° pairs will be formulated.
Variables fix in every meson mass and flavour. If B° pairs are produced in Y(4s) decays the
probability of observing opposite flavours necessarily differs by 30% from the QM prediction .
The size of this difference justifies neglect of CP violation. A B-factory is thus shown to provide
a very important tool for the study of the EPR problem.The theory will be extended to all
interesting kinematical regions.
Fondamenti di fisica relativistica
Ricercatori MURST: F. Selleri
Altro: José R. Croca (Lisboa Univ.)
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: The one-way velocity of light was never
measured. The reason, more than in experimental difficulties, is in the conceptual basis of special
relativity and is related to clock synchronisation, as shown by Poincaré, Jammer, Mansouri and
Sexl and Will. The two-way velocity, instead, has been measured repeatedly with great accuracy
and found to be invariant. Furthermore experiments show that the slowing down of moving
clocks is a real phenomenon. Therefore the physics of space and time can be based on two
empirically based assumptions: (1) The two-way velocity of light is c in all inertial systems and in
all directions; (2) Clock retardation effects take place with the usual relativistic factor. Using these
two pieces of empirical evidence a set T of space-time transformations between inertial systems
has been constructed which are completely equivalent for the explanation of performed
48
experiments. The Lorentz transformation is an element of T and any two elements of T differ
only as to a convention regarding clock synchronisation. Known experiments (e.g.
Michelson-Morley’s) are explained equally well by any element of T. It has been carefully
checked that also the kinematics of high energy interactions, used with great success in particle
physics, remains unmodified. The notion of invariant two-way velocity of light can be
complemented with that of frame dependent one-way velocity with no change of the explanatory
power of the theory. However all attempts at measuring the one-way velocity in inertial frames
are bound to fail.
Attività svolta nel 1998: In the foundations of relativity modern theoretical research
(Mansouri & Sexl, Will, Prokhovnik, ...) focused on the conventionality of clock
synchronisation in inertial reference systems. The point has been developed in Bari with the
conclusion that there exists sets of space-time transformations mathematically different from, but
experimentally equivalent to the Lorentz transformations. The parameter expressing the
conventionality of clock synchronisation is the coefficient of x in the transformation of time.
When accelerated systems are included in the theory the choice of this parameter is not anymore
free and a value zero is clearly preferred.
Piano di attività futura: The Sagnac effect is essentially the observation of a phase shift
between two coherent beams travelling on opposite paths in an interferometer placed on a rotating
disk. The phase shift is a consequence of a time delay between the arrivals of two beams. The
positioning of the interference figure dipends on the disk rotational velocity. A Sagnac effect is
also measured directly with atomic clocks timing light beams sent around the Earth via satellites.
Attempts at deducing theoretically the Sagnac formula in a system at rest relative to the rotating
platform were made by Langevin (1937), Post (1967) and Anandan (1981), but none of these
treatments is free of ambiguities. We have shown that the conventionality ingredient of
synchronisation is not preserved in accelerated systems, and that a theory free of logical
contradictions prefers a nonstandard one-way velocity of light relative the accelerated frames. The
point deserves more careful scrutiny and extensions.
La meccanica di BOHM
Ricercatori MURST: D. Picca
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La meccanica di Bohm formalizza il
concetto dualistico onda-corpuscolo recuperando alcuni aspetti del problema del realismo nella
quanto-meccanica: gli elementi di base sono il corpuscolo e il campo d'onda, ontologicamente
separati e distinti, che si influenzano a vicenda mediante il cosiddetto "potenziale quantico". La
formulazione originaria presenta alcune questioni non ancora risolte e solo recentemente sono
state oggetto di indagine critica e approfondimento analitico.
Scopo della ricerca é arrivare ad una fondazione matematicamente rigorosa e generale della
meccanica bohmiana soprattutto in relazione al problema delle traiettorie e alla compatibilità delle
due dinamiche, corpuscolare ed ondulatoria.
Il programma, già avviato, consiste nella:
- rivisitazione del dualismo bohmiano alla luce del dualismo analitico ben noto nell'ambito
delle tecniche di risoluzione delle equazioni alle derivate parziali;
- applicazioni alla dinamica delle particelle per caratterizzare le traiettorie e definire il ruolo e il
significato del potenziale quantico.
Attività svolta nel 1998: Riformulazione degli elementi della meccanica bohmiana nel
linguaggio della geometria differenziale.
Piano di attività futura: Analisi del problema delle traiettorie e significato del potenziale
quantico.
49
5. Ricerche tecnologiche
Elaborazione di Segnali Acustici e Reti Neurali
Altri enti coinvolti: INFM, INFN, CNR
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si studia, mediante l'uso di reti neurali, il
problema della riduzione dell'informazione contenuta in un segnale agli elementi ritenuti
essenziali per l'individuazione di alcuni suoi tratti pertinenti. Mediante il training, di una rete
neuronale a backpropagation è possibile valutare la bontà sia del metodo di riduzione che del
campione usato per il training. Il problema specifico trattato è quello di un segnale acustico per il
quale l'elemento caratterizzante è costituito dalla presenza (più o meno ambigua) di un'altezza
riconoscibile (pitch).
Si affronta anche il problema della ricostruzione di strutture informative più complesse
(relazioni armoniche fra suoni complessi) mediante l'uso di self organizing maps di Kohonen.
La tecnica sviluppata è suscettibile di ulteriori applicazioni nel campo della propagazione di
onde elastiche nei mezzi materiali. In particolare si vogliono studiare i problemi sollevati dal
trattamento di segnali prodotti da sistemi governati da equazioni non lineari per i quali i metodi
della trasformazione di Fourier non sempre si rivelano adeguati.
Infine si vuol ricollegare l'uso di strumenti adattivi di analisi dell'informazione ai più
generali problemi della statistica matematica, in particolare alla stima di curve di regressione e di
distribuzione di probabilità a partire da insiemi di dati sperimentali.
Attività svolta nel 1998: Il processo di riconoscimento è stato simulato mediante un modello
composto da un ambiente, prodotto con generazione di dati aleatori, e da una rete neuronale
sottoposta ad un training nel quale essa apprende la differenza fra rumori (segnali con spettri
casuali più o meno colorati) e suoni (segnali con spettri armonici dotati di un'altezza definita). Le
capacità di generalizzazione del sistema descritto da questo modello (analisi del pitch residuo)
forniscono interessanti indicazioni sui parametri rilevanti nel trattamento dell'informazione
acustica.
È stata studiata la possibilità di riproduzione di strutture armoniche fra suoni complessi con
simulazioni su reti di Kohonen che mettono in risalto l'importanza della qualità acustica dei suoni
generati e mostrano che la ricostruzione è impossibile per dati generati in modo totalmente
aleatorio.
È stato svolto uno studio preliminare circa la capacità delle reti neurali di backpropagation
di determinare curve di regressione: sono stati esaminati i parametri che ottimizzano la stima.
Piano di attività futura: Adattamento del sistema di riconoscimento delle altezze di segnali
acustici mediante reti neuronali di backpropagation a insiemi di suoni reali e studio della
possibilità di riconoscimento del pitch residuo in suoni preprocessati e sfrondati
dell'informazione ritenuta inessenziale a questo scopo.
Determinazione delle strutture armoniche di sistemi di segnali acustici reali mediante analisi
condotta con reti di Kohonen.
Studio delle capacità dei sistemi adattivi nella stima e determinazione di statistiche di
aggregati di dati sperimentali: in particolare confronto delle curve di regressione determinate con
sistemi classici e con reti di backpropagation.
Applicazione delle reti neurali a riconoscimenti di segnali provenienti da terremoti con lo
scopo di individuarne la provenienza in maniera automatica.
Controllo della dinamica dei fasci di particelle negli acceleratori.
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si propone di usare i metodi della teoria
del controllo stocastico nel contesto della dinamica dei fasci di particelle cariche negli acceleratori
(Esperimento DFMNC del Gruppo V INFN). La dinamica stocastica necessaria in questo caso è
invariante per time-reversal e può essere facilmente riformulata in termini di equazioni della forma
50
di equazioni di Schrödinger nelle quali la costante di Planck è sostituita dall'emittanza del fascio.
In questo modo le traiettorie deterministiche sono sostituite con una cinematica aleatoria che
opportunamente simula delle correzioni semiclassiche per una dinamica classica. L'obiettivo è
quello di usare le tecniche della meccanica stocastica per migliorare il controllo delle dimensioni
trasversali dei fasci di particelle.
Attività svolta nel 1998: Si descrive il regime di stabilità del fascio mediante un processo
mesoscopico di diffusione bilanciato dall'esterno mediante l'assorbimento di energia da campi
elettromagnetici: il coefficiente di diffusione coincide con l'emittanza del fascio calcolata mediante
analisi dimensionale qualitativa. La cinematica aleatoria è modellata tramite un processo di Nelson
non-dissipativo e invariante per time-reversal. Le equazioni dinamiche sono poi derivate da un
principio variazionale stocastico e riproducono le equazioni di un fluido di Madelung.
Piano di attività futura: Si vogliono sviluppare esempi specifici di progettazione di potenziali
di controllo per fasci di particelle per i quali è stata prefissata una particolare evoluzione o per i
quali viene richiesta una particolare condizione di stabilità.
Electron Beam Ion Source (EBIS) per un "charge state breeder"
Ricercatori MURST: G. Brautti, T. Clauser, A. Rainò, V. Stagno
Personale tecnologo INFN: V. Variale
Personale tecnico universitario: A. Boggia
Personale tecnico INFN: V. Valentino
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Esiste una forte motivazione per la
costruzione di una "facility" per la produzione di fasci di ioni radioattivi (RIB) ad alta intensità,
dedicata a ricerche di fisica nucleare. A tal fine, presso i Laboratori Nazionali di Legnaro
all'interno del progetto speciale SPES dell'INFN si è individuata una facility avanzata a due stadi
di accelerazione del tipo ISOL (separazione isotopica on-line). Poiché le dimensioni
dell'acceleratore secondario (e quindi i costi) necessario per portare i nuclei alle energie richieste,
dipendono dallo stato di carica degli ioni, nel progetto dei LNL si prevede di iniettare il fascio di
ioni a singolo stato di carica in un "charge state breeder". La comunità scientifica ha individuato
due tipi di sorgente adatte a costituire il charge state breeder per una RIB facility: le Electron
Ciclotron Resonance Ion Source (ECRIS) e le Electron Beam Ion Source (EBIS). L'obiettivo di
questa ricerca è lo sviluppo di una EBIS rispondente direttamente alle richieste del progetto SPES
dei LNL, sulla base dell'esperienza acquisita dal gruppo nel corso dell'esperimento TIS (Trapped
Ion Source).
Attività svolta nel 1998: Durante il corrente anno 1999 si sono concluse le misure di campo
dei dipoli di deflessione e sono state apportate opportune correzioni su valore del campo nella
zona centrale. Si sono così ottenuti campi dipolari sufficientemente puri nella zona di interesse e
nel range dei valori necessari al nostro scopo. L'apparato è stato completato e montato in ogni
sua parte e si è proceduto ad un test di efficienza della trappola a RF degli ioni sfruttando la
ionizzazione dovuta alla radiofrequenza. Si è ottimizzato il trasferimento di potenza RF per il
range necessario all'intrappolamento degli ioni di nostro interesse. Sono state eseguite misure
qualitative per la determinazione delle masse ioniche intrappolate utilizzando uno spettrometro di
massa in modo complementare e una telecamera per l'osservazione dell'evoluzione del plasma
visto lungo l'asse di contenimento. Misure quantitative saranno eseguite entro l'anno, non appena
sarà disponibile l'amplificatore di potenza che ci permetta di lavorare nel range di frequenze
30-500 kHz richieste per intrappolare ioni Argon con cui si intende lavorare.
Piano di attività futura: Studio dei parametri necessari per intrappolare gli ioni di interesse
per la facility dei LNL e portarli allo stato di carica richiesto. Progettazione e realizzazione di una
nuova trappola selettiva tipo TIS. Misure preliminari da effettuarsi a Bari; montaggio del charge
state breeder presso i LNL.
Studio dell'interazione laser-atomi e misure con la trappola TIS
Altri enti coinvolti: MURST
Ricercatori MURST: G. Brautti, T. Clauser, R. DeLeo, A. Rainò, V. Stagno
Personale tecnologo INFN: V. Variale
Personale tecnico universitario: A. Boggia
51
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Recentemente si è registrato un crescente
interesse per trappole laser nelle quali confinare atomi radioattivi a breve vita media per test di
simmetrie fondamentali. Gli atomi radioattivi a breve vita media sono disponibili in quantità
limitata, pertanto per ottenere grandi campioni di atomi rari e essenziale una trappola per atomi
molto efficiente.
La ricerca e si inserisce in una collaborazione con le Università di Ferrara, Siena, Pisa e
Lecce per la realizzazione di una trappola magneto-ottica (MOT) con laser bianco e si propone
della modellizzazione della trappola e della realizzazione di una pre-trappola per ioni, ottenuti
mediante reazione nucleare, da neutralizzare ed iniettare MOT.
Attività svolta nel 1998: E' stato sviluppato un codice numerico tipo MonteCarlo nel quale
si simula l'interazione fascio laser -fasci di ioni in anelli di accumulazione e si è dimostrata la
possibilità di ottenere col raffreddamento laser fasci di ioni ordinati. E' stato anche sviluppato un
codice MonteCarlo per simulare la diagnostica stroboscopica mediante laser di fasci ordinati e
valutare le prestazioni di questa tecnica per diversi tipi di ioni.
Piano di attività futura: Simulazione della dinamica delle particelle nella trappola MOT per
l'ottimizzazione dei parametri del laser bianco. Simulazione dell'ablazione laser che verrà
utilizzata per estrarre gli atomi radioattivi da una targhetta solida.
Studio della composizione del materiale ablato.
Modifica della sorgente TIS, in modo da poterla usare come pre-trappola per confinare gli
ioni estratti dalla targhetta per ablazione. Realizzazione del sistema di iniezione degli ioni stessi in
TIS e del sistema di estrazione e trasporto degli ioni verso la MOT.
Partecipazione alla costruzione e messa a punto dell'apparato sperimentale a Ferrara.
Montaggio e test del sistema di spettrometria di massa. Partecipazione alle misure dell'efficienza
di intrappolamento del Francio a Ferrara. Montaggio presso i Laboratori Nazionali di Legnaro
della pre-trappola TIS degli ioni Francio prodotti da una linea di fascio. Partecipazione al
montaggio ed alle misure sulla MOT a Legnaro.
Sorgente laser di ioni
Ricercatori MURST: A. Rainò, V. Stagno
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: L’esperimento si inquadra nella ricerca
nazionale ATER relativa alla realizzazione di una macchina acceleratrice per adroterapia.
L’obiettivo dell’esperimento SOLAI, in collaborazione con la Sezione INFN di Lecce, è lo
studio e la realizzazione di un generatore di ioni che utilizza la tecnica LIS ( Laser Ion Plasma ).
L’estrazione di ioni carichi da target solidi mediante opportuno fascio laser permette la
realizzazione di una sorgente di ioni molto versatile. E’ possibile creare, in un brevissimo tempo,
una piuma di plasma da cui si possono estrarre ioni senza l’ausilio di alte temperature o
l’applicazione di campi ad alte frequenze. Modellando la forma della sorgente, il fascio estratto
può essere facilmente orientato e controllato in emittanza.
Questa tecnica è particolarmente indicata non solo per la generazione di fasci di ioni
carbonio, utili per il programma di adroterapia, ma anche per tutte le sorgenti di ioni da target
solidi.
Questo sistema permette di sostituire facilmente il tipo di ione generato cambiando
semplicemente il target.
Attività svolta nel 1998: L’esperimento è partito all’inizio del 1999, ed è già stato fatto uno
studio preliminare della camera di accelerazione della sorgente LIS in maniera da renderla
versatile per l’estrazione di ioni da differenti target.
Piano di attività futura: Obiettivo programmato per il 1999-2000 è la realizzazione, presso la
Sezione INFN di Lecce in cui sono operanti laser ad eccimeri, della sorgente LIS con la relativa
camera di accelerazione ed il sistema da vuoto.
Il gruppo di Bari parteciperà soprattutto alle misure del grado di ionizzazione mediante
spettroscopia ottica e mediante la tecnica del time-of-light.
52
Trasmutazione di scorie radioattive utilizzando un acceleratore di protoni
Altri enti coinvolti: INFN, ENEA
Ricercatori MURST: V. Stagno
Personale tecnologo INFN: G.V. Lamanna, V. Variale
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Il programma di ricerca e sviluppo
TRASCO riguarda lo studio delle tecnologie necessarie per la realizzazione di una centrale per la
trasmutazione di scorie radioattive mediante irraggiamento con un fascio di protoni di alta
intensità ed alta energia. Il progetto si sviluppa in 9 sotto-programmi che vedono direttamente
coinvolti in qualità di partner enti pubblici di ricerca ed industrie. Nell’ambito di questa
collaborazione l’INFN si occupa delle problematiche relative all’acceleratore lineare per un fascio
di 30 mA di protoni ad un’energia cinetica di 1 GeV, mentre l’ENEA a quelle relative al sistema
sottocritico. Il gruppo di Bari è coinvolto in attività di tipo teorico e sperimentale. Le ricerche
teoriche riguardano lo studio dei problemi relativi al trasporto di fasci intensi di protoni (alone) e
la progettazione della parte iniziale dell’acceleratore, denominata RFQ (Quadrupolo a
Radio-Frequenza), dove il fascio di protoni è accelerato all’energia di 5 MeV. La parte a bassa
energia dell’acceleratore riveste particolare importanza dato che è proprio in tale zona che
potrebbero aver luogo gran parte delle perdite del fascio. L’attività sperimentale è relativa alla
caratterizzazione del modello di RFQ in alluminio.
Attività svolta nel 1998: Durante il corrente anno 1999, in collaborazione con il partner
industriale, si sta procedendo alla progettazione dell’acceleratore RFQ. La caratterizzazione del
modello in alluminio dell’acceleratore RFQ effettuata presso i Laboratori Nazionali di Legnaro
(LNL), ha permesso di identificare alcune delle problematiche connesse alla progettazione stessa.
Si è sperimentata una particolare tecnica di accordo della radio-frequenza in grado di rendere
stabile l’acceleratore RFQ rispetto ad errori costruttivi o imperfezioni dovute alle tolleranze tipiche
di costruzione e di allineamento dell’acceleratore stesso. Nell’ambito della ricerca teorica sul
problema dell’alone sono state effettuate simulazioni con un codice a multiparticella modificato
opportunamente per testare i risultati ottenuti con la tecnica particle-core model.
Piano di attività futura: Si continuerà l’attività sperimentale per rifinire le procedure di tuning
approntando un modello al calcolatore. La progettazione dell’acceleratore è in fase di ultimazione
e si procederà alla costruzione dello stesso. Si studierà il dumping delle oscillazioni di inviluppo
generate dal disadattamento del fascio di protoni rispetto alla cella perioda di focheggiamento.
Costruzione di un TRD veloce per fasci di alta energia
Ricercatori MURST: C. Favuzzi, D. Di Bari, P. Fusco, B. Ghidini, P. Spinelli
Ricercatori INFN: G. De Cataldo, N. Giglietto, V. Lenti, V. Manzari
Personale tecnico universitario: L. Liberti, R.A. Loconsole
Contratto: M. Mazziotta
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Scopo della ricerca è la realizzazione di un
rivelatore di radiazione di transizione (TRD) veloce da impiegare per discriminare protoni da altre
particelle in un fascio di 160 GeV/c prodotto dal SPS del CERN. Tentativi rivolti alla
realizzazione di tali rivelatori sono stati già intrapresi al Fermilab, con prestazioni annunciate o
previste di tempi di drift di 120 ns. Questa ricerca mira a realizzare un rivelatore con tempo di
drift di 30-40 ns.
Il progetto è finanziato dall'Università e dal Politecnico di Bari con il cofinanziamento del
MURST
Attività svolta nel 1998: Nel corso del 1998 è stato messo a punto il progetto del rivelatore,
che prevede la costruzione di 16 moduli, ciascuno costituito da uno strato in fibra di carbonio
come radiatore e due strati di tubi "straw" di 4 mm di diametro come rivelatore.
Nella prima metà del 1999 è stato completato il disegno dell'elettronica di read-out e della
meccanica di sostegno e, appena ottenuto il cofinanziamento dal MURST, sono stati effettuati i
primi ordini di acquisto.
53
Piano di attività futura: A fine 1999 è programmato un test su fascio dei moduli che saranno
stati costruiti fino a quel momento, per verificare la legge di scala del potere di reiezione. Nel
1999 dovrebbe essere completata la costruzione del rivelatore finale, che sarà impiegato in un
esperimento sulle collisioni fra nuclei pesanti ultra-relativistici per la ricerca del Quark-Gluon
Plasma.
Reti neurali e fisica delle alte energie.
Altri enti coinvolti: SISSA, CNR, Univ. Trento
Ricercatori MURST: G. Nardulli
Ricercatori INFN: P. Colangelo
Dottorato di Ricerca in Fisica: Massimo Mannarelli, Francesco De Carlo
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: La ricerca si articola lungo due direttrici. In
primo luogo vengono studiati modelli di reti neurali autoassociative e le loro capacità (capacità di
carico, bacini di attrazione, dipendenza dalle caratteristiche della funzione di attivazione). In
secondo luogo viene studiata l'applicabilità di reti neurali feed-forward a vari problemi di fisica
delle alte energie: ricerca del bosone di Higgs a LHC, simulazione degli algoritmi che
determinano le caratteristiche dei jet sulle interazioni ad altissima energia.
Attività svolta nel 1998: Si e' sperimentato l'uso di reti neurali di tipo feed-forward per lo
studio dell'Higgs a LHC. Si e' sviluppato un modello di reti autoassociative con sinapsi
dinamiche. Si e' studiato il caso di reti neurali autoassociative con sinapsi dinamiche in regime
caotico.
Piano di attività futura: Si intende proseguire lo studio di reti neurali autoassociative con
sinapsi dinamiche in regime caotico.
BAPHOR (Collaborazione Bari, Roma, Padova).
Ricercatori MURST: F. Posa, A. Valentini, F.Navach.
Ricercatori INFN: E. Nappi, V. Manzari
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Si intende caratterizzare e valutare
l'efficienza quantica di film sottili fotosensibili per applicazioni nel "radiation imaging". In
particolare, si intende realizzare un microscopio ottico a campo prossimo (SNOM) da utilizzare
per le misure di fotoconducibilità' e luminescenza locale permettendo in tal modo di ottimizzare le
caratteristiche operazionali di un vasto gruppo di trasduttori che impiegano materiale fotosensibile
(rivelatori Cerenkov a immagini anulari, dispositivi ad emissione secondaria di elettroni,
fotodiodi ibridi).
Attività svolta nel 1998: Nel corso del 1997 e' stato realizzato un microscopio a campo
prossimo dai collaboratori della Sezione di Roma. Alla luce dei risultati ottenuti nel caso dello
ioduro di cesio si e' continuato l'approfondimento della ricerca su tale materiale ricoprendo il film
sottile con diamante sintetico oppure con film Teflon-like. Inoltre, si e' iniziato lo studio di
composti come gli alogenuri alcalini, i cloruri alcalini ed alcuni ossidi. Padova e Bari hanno
completato e messa a punto i nuovi sistemi per la misura dell'EQ.
Piano di attività futura: Istallazione finale del microscopio SNOM nel laboratorio del Prof.
Coluzza a Roma1. Misure sistematiche in aria di morfologia e fotoconducibilità' su materiali per
fotocatodi e dispositivi fotorivelatori a barriera metallo-semiconduttore precedentemente
caratterizzate attraverso gli apparati di Bari e Padova per la misura della efficienza quantica. In
particolare si intende continuare lo studio, iniziato nel corso del 1997, di strati sottili di Ossido di
Cesio , di Diamond-like e teflon-like su CsI al fine di estendere la risposta spettrale dal vicino
ultravioletto al visibile e di proteggere (nel caso del teflon) il fotocatodo dall'invecchiamento per
esposizione ambientale. Misure di spettromicroscopia con luce di Sincrotrone sugli stessi
campioni.
54
RD19 - Sviluppo di rivelatori ibridi a pixel al silicio, per l'impiego nei futuri
acceleratori.
Altri enti coinvolti: INFN, CERN
Ricercatori MURST: F. Corsi , C. Marzocca
Ricercatori INFN: M.G. Catanesi, V. Lenti, S.Simone
Dottorato di Ricerca in Fisica: S. Saladino, E. Cantatore
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Realizzazione di rivelatori a
semiconduttore a pixel ibridi con lettura binaria, su superfici estese (96 Kpixel su 5X5 cm2) con
caratteristiche di uniformità nel ritardo di propagazione dei segnali, uniformità della soglia di
discriminazione, velocità di read-out ecc. in grado di guardare ad LHC.
Attività svolta nel 1998: L'esperienza fatta in RD19 ha condotto alla realizzazione di
rivelatori a pixel con lettura binaria di tipo multichips con caratteristiche orientate ai futuri
rivelatori per LHC. Gruppi di 48 chip di tipo Omega3/LHC1, realizzati con tecnologia con
larghezza di gate da 1 micron , sono stati assemblati su supporti ceramici per realizzare rivelatori
che coprono una superficie di circa 5 X 5 cm2 con 96 kpixel di dimensioni 50 X 500 micron2 (
bump bonding , verso il rivelatore di silicio, con diametro di 20 micron ). Grazie alla selezione
automatica dei chip al livello del wafer , che ha permesso di assemblare chip con caratteristiche
compatibili , i rivelatori costruiti hanno >96% dei canali operativi e hanno mostrato di
funzionare con una uniformità' nel tempo di arrivo del segnale entro 100 ns ( 20 ns al livello del
singolo chip ). L'uniformità' della soglia dei discriminatori e' stata misurata entro i 700 e- rms ,
mentre il livello di soglia del discriminatore ha mostrato di poter scendere sotto i 4000 e-, questo
a fronte di un livello di rumore che e' stato valutato intorno ai 150 e-. Test beam all'SPS sono
stati realizzati , l'analisi dei dati e' in corso .
Piano di attività futura: L' attività prevista e' la seguente :
- studio di wafers di chip Omega3 di spessore ridotto ( da 300 a circa 100 micron ).
- realizzazione di un rivelatore a pixel multichips con i chip di cui sopra e rivelatore di spessore
150 micron
- determinazione dei parametri di lavoro per il nuovo chip e realizzazione di un nuovo rivelatore
sottile con caratteristiche tali da poter lavorare con segnali di carica dimezzati.
- studio di fattibilità' sulla applicazione della tecnica MCM per eliminare il supporto ceramico .
55
6. Fisica planetaria con tecniche spaziali
Interferometria Radar per osservazioni planetarie
Altri enti coinvolti: ASI, CNR
Ricercatori MURST: L. Guerriero, M.T. Chiaradia
Post-doc INFM: A. Refice
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: I sistemi di osservazione capaci di generare
immagini a partire da radiazione elettromagnetica nel campo delle microonde hanno assunto un
ruolo fondamentale nella ricerca astrofisica e cosmologica (Radioastronomia, VLBI), nella
Planetologia medianti sistemi RADAR (Missione Magellan per l'osservazione della superficie di
Venere, Missione Cassini per lo studio di Titano nel sistema di Saturno, ecc.). Anche lo studio
del pianeta Terra vede l'impiego dei sistemi a microonde. Sistemi passivi, come i Radiometri a
microonde, permettono la determinazione di molte caratteristiche fisiche della superficie del
pianeta (temperatura, natura dei ghiacci, ecc.) mentre i sistemi attivi (Radar) permettono
l'osservazione della superficie del mare e delle terre emerse anche in condizione di totale
copertura nuvolosa o di assenza di illuminazione solare. I sistemi a microonde attivi consentono
anche la determinazione delle mappe dei venti sulle superfici oceaniche, e la determinazione dei
campi del moto ondoso, in direzione e ampiezza. Per i sistemi Radar da satellite, la risoluzione
geometrica viene garantita realizzando antenne "virtuali" con tecniche di apertura sintetica. Sono
infatti commerciali i sistemi di osservazione satellitare SAR con risoluzione geometrica di circa 10
metri (ERS-1, ERS-2, RadarSat, ecc.) e si prevede la disponibilità prossima di sistemi con
risoluzione di 1 metro.
Il mantenimento della coerenza della radiazione retro-diffusa dalle singole celle di
risoluzione geometrica per tempi confrontabili con quelli tra osservazioni successive, consente
anche la realizzazione di interferometri virtuali, utilizzando coppie di osservazioni da passaggi
successivi dello stesso sensore sulla zona di osservazione. Ciò porta alla realizzazione di
interferogrammi SAR con geometria delle frange che dipende dalla forma geometrica della
superficie riflettente. Di grande interesse risulta quindi la possibilità di ottenere rilievi cartografici
di dettaglio per lo studio della superficie terrestre in aree non ben conosciute, per il monitoraggio
della superficie terrestre in corrispondenza di moti franosi, bradisismi e dislocazioni dovute a
terremoti, come pure per lo studio topografico delle superfici planetarie nel sistema Solare.
Uno dei problemi centrali nella ricostruzione della geometria tridimensionale delle superfici
illuminate da sistemi RADAR ad apertura sintetica (SAR) mediante tecniche interferometriche, è
quello della risoluzione delle ambiguità residue nel campo di fase assoluta dell'onda e.m.. La fase
assoluta viene ricostruita a partire dai valori della fase principale determinata dall'interferogramma
ed è quindi nota a meno di un multiplo intero di 2. La trasformazione da fase assoluta a fase
principale è un processo tipicamente non lineare. Mentre il campo discreto delle differenze prime
della fase assoluta è sempre irrotazionale, quello relativo alle differenze di fase principale può
contenere termini rotazionali. Solo in assenza di "aliasing" di fase, il campo dei valori principali
del gradiente della fase principale coincide con il campo del gradiente della fase assoluta e può
venire immediatamente integrato per fornire la fase assoluta e da questa il modello tridimensionale
della superficie illuminata.
Attività svolta nel 1998: L'attività del gruppo si è articolata in due direzioni. Sul piano
teorico, la ricerca si è indirizzata verso lo studio di metodi di srotolamento di fase globali che
permettono di raggiungere la robustezza statistica e la solidità dei metodi bayesiani basati sulla
minimizzazione stocastica, sfruttando però alcune potenzialità dei metodi di calcolo avanzati, quali
ad esempio le tecniche di ottimizzazione rapide tipiche dell'analisi delle reti (network flow,
minimum cost flow, ecc.). In un contesto più ampio, si è cercato di introdurre, in una maniera
semplice da gestire per i programmi di calcolo, altra informazione presente nelle immagini SAR,
al fine di regolarizzare il problema mal posto del phase unwrapping.
Più precisamente uno studio approfondito ha mostrato i limiti di applicabilità di un metodo
basato sull'apprendimento delle strategie migliori di accoppiamento da parte di una rete neuronale
del tipo "multi-layer perceptron", addestrata su campi di fase simulati. Molto promettente, invece,
si è dimostrato un approccio bayesano che si affida a metodi di ottimizzazione di opportuni
funzionali di costo, tramite metodi di rilassamento stocastico.
56
Sul piano applicativo, vari progetti sono stati sottoposti ad enti nazionali ed internazionali
(ASI, ESA), riguardanti il monitoraggio di zone di interesse geomorfologico (frane, movimenti
geosismici) e glaciologico (movimento di ghiacciai alpini e/o antartici) tramite le tecniche
differenziali.
Piano di attività futura: È stata confermata da parte dell'ESA la fornitura di 20 immagini
SAR dell'Alta Valle del Sele, comprendente le frane di Senerchia, Calitri e Bisaccia, riprese dai
satelliti ERS-1/ERS-2, che coprono un intervallo temporale dal '94 fino all'inizio del '97.
Verranno fornite dall'ESA altre immagini relative ai siti con fenomeni franosi nel Piemonte, dotati
di sistemi di rilevazione a terra. Verranno anche utilizzati i dati topografici di precisione ottenibili
da interferometria dalla prossima missione (settembre '99) SRTM (Shuttle Radar Topographic
Mission) sulle stesse aree.
Su queste immagini si intende verificare gli sviluppi degli algoritmi che devono essere
adattati ai requisiti dettati dalla necessità di operare su zone con pronunciata eterogeneità
topografica, notevole copertura vegetale, e condizioni meteorologiche variabili.
In seguito alla recente approvazione di proposte di ricerca da parte delle agenzia spaziali
europea (ESA) ed italiana (ASI), saranno inoltre integrati nei database geografici i dati dai sensori
ENVISAT a COSMO/SkyMed, che saranno lanciati nei prossimi anni.
Per la determinazione di maschere di pesi per il phase unwrapping verranno utilizzati layer
tematici derivati da mappe di coerenza, ampiezze di backscattering, altre quantità statistiche
stimate dalla fase interferometrica (pendenze locali, densità dei residui), l'output di metodi
stocastici di ricostruzione della fase (ad es. Mean-Field annealing), ed informazioni ottenibili da
dati topografici preesistenti (ad es. mappe di layover/shadow, acquisizioni interferometriche
simulate).
Per quanto riguarda le applicazioni, sono stati avviati una serie di studi che riguardano
l'utilizzazione di dati radar da satellite e/o da aereo per lo studio, il monitoraggio e la messa a
punto di sistemi operativi di preallarme su zone a rischio di frana.
Pertanto si pensa di approfondire i seguenti aspetti della ricerca:
1) Sviluppo e assessment di tecniche automatiche per la determinazione di maschere di pesi
affidabili da usarsi con algoritmi di phase unwrapping pesati.
2) "Merging" di dati acquisiti da orbite ascendenti e discendenti, e sovrapposizione coerente di
un gran numero di interferogrammi, al fine di individuare "scatteratori permanenti" su zone
con bassa incidenza di zone abitate.
3) Verifica della possibilità di adattare l'output di metodi stocastici di ricostruzione della fase (ad
es. Mean-Field Annealing) alla determinazione di maschere di pesi.
4) Studi sulla possibilità di monitorare movimenti del suolo a larga scala su siti in frana
caratterizzati da folta vegetazione e forte variabilità stagionale, risolvendo quindi una serie di
problemi quali la registrazione di immagini interferometriche in condizioni di bassa coerenza,
lo srotolamento di fase in condizioni di forte rumore, ecc.
Estrazione di parametri geofisici da immagini SAR multipolarimetriche e multifrequenza.
Altri enti coinvolti: ASI, CNR, CESBIO (Francia)
Ricercatori MURST: F. Posa
D. Casarano
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Obiettivo generale e' la stima di parametri
geofisici da immagini telerilevate con sensori SAR. Sono stati considerati due tipi di target: suolo
nudo e scene marine con copertura di ghiaccio galleggiante del tipo frazil e pancake. I parametri di
interesse geofisico che si vogliono stimare sono, nel primo caso, l'umidità' e/o la rugosità' dei
suoli, nel secondo caso, lo spessore dei ghiacci. Per lo studio dell'interazione e.m. si
realizzeranno modelli con una più realistica parametrizzazione dei suoli naturali definita in
funzione delle proprietà di autosimilarità della superficie naturale su scale fino alle dimensioni
tipiche della cella di risoluzione del sensore SAR.
Le superfici agricole saranno caratterizzate in termini di rugosità ed umidità volumetrica.
Inoltre si verificherà l'evoluzione della rugosità ed umidità nel tempo in funzione delle variabili
meteorologiche per ottenere realistiche simulazioni per l'andamento multitemporale dei
coefficienti di backscattering, per la mappatura di piene e per la derivazione degli indici idrologici
di umidità.
57
Per la determinazione dello spessore del ghiaccio marino da satellite si applicherà un
modello di propagazione di onde superficiali attraverso un'interfaccia che separa una regione di
mare aperto da una regione con copertura di ghiaccio galleggiante mediante una tecnologia
innovativa che analizza le modificazioni dello spettro delle onde per effetto della copertura
superficiale. Per lo studio delle polinie si procederà alla mappatura mediante processi di
filtraggio, segmentazione e classificazione dei vari tipi di ghiaccio marino nei periodi di
transizione primavera-autunno.
Un ulteriore obiettivo, nel quale la collaborazione è impegnata, è quello di simulare la
risposta elettromagnetica degli scenari previsti per la superficie della maggiore luna del sistema
Saturniano, Titano, che si otterranno con il Radar montato a bordo della navicella
Cassini-Huygens. In questo lavoro si è maggiormente interessati alla caratterizzazione del
coefficiente di backscattering, analizzandone le variazioni rispetto ai parametri legati alle proprietà
superficiali di tre diversi scenari superficiali ipotizzati per Titano, ovvero: oceani o laghi di
metano liquido; una superficie solida formata da ghiaccio d'acqua; una superficie solida formata
da ghiaccio misto (acqua più ammoniaca). Per superfici molto lisce (metano liquido in assenza di
vento) ci si aspettano valori molto più bassi del coefficiente di backscattering (intorno ai -35 dB).
Superfici liquide "calme" ci si aspetta che siano discriminate grazie alla sensibilità del coefficiente
di backscattering alla rugosità superficiale.
Nel "retrieval" di parametri mediante reti neurali si utilizzerà una rete di tipo MLP (Multi
Layer Perceptron) con il modello e.m. IEM (Integral Equation Model) o altri modelli, che tengano
in conto una descrizione multiscala della superficie, implementati in modo da considerare valori
realistici riscontrabili in natura su suoli nudi. Per l'inversione del modello diretto, si utilizza una
rete neurale in modo che, a partire dagli input costituiti dai coefficienti di backscattering, possa
calcolare i corrispondenti parametri in output. Per le configurazioni più' semplici, si attendono
errori di inversione dei singoli parametri (rms) anche maggiori ai passi usati per far variare gli
stessi in fase di generazione dati. Una riduzione degli errori si avrà con l'utilizzo di una
configurazione più' ricca di informazione come quella contenente dati a doppia polarizzazione,
doppio angolo. Verrà fatta una valutazione dell'approccio seguito mediante studi di sensibilità,
mentre l'addestramento della rete richiederà il settaggio ottimale dei pesi della rete.
Per le misure in situ durante le campagne di verità a terra, in concomitanza con il passaggio
del satellite di interesse, verranno impiegati: uno scatterometro disponibile nella collaborazione
che dovrà essere modificato per adeguarlo alle esigenze di questo programma; un TDR (Time
Domain Reflectometer) della collaborazione; rugosimetri ad aghi e laser. Saranno effettuate inoltre
misure pedologiche del terreno.
Superfici non vegetate: Le attività' svolte sono: misure in situ sul site di Matera nel periodo
ottobre-dicembre in coincidenza con 9 passaggi dei satelliti ERS di cui 3 interferometrici.
L'attività' ha riguardato misure di rugosità' superficiale ottenuta sia con profilometri laser che ad
aghi e misure di umidità' dei suoli ottenute sia con metodi gravimetrici che con sonde TDR;
analisi dei profili misurati con particolare riferimento alle loro proprietà' di autosimilarità'; utilizzo
di modelli di scattering asintotici sia singola scala che multi scala per il confronto tra coefficienti
di backscattering misurati dai satelliti ERS-1/2. Inoltre, si e' approfondito lo studio della
possibilità' d'invertire tali modelli per ottenere stime di umidità' dei suoli a partire da dati SAR in
banda C.
Target marini: Analisi di immagini SAR del Mar di Groenlandia acquisite nel Marzo 1997
in coincidenza di una campagna oceanografica avente fra gli obiettivi quello di misurare la
copertura di ghiaccio frazil e pancake in termini di spessore e concentrazione. I dati SAR sono
stati invertiti rispetto allo spettro marino del campo d'onde superficiale per misurare la variazione
di lunghezza d'onda del sistema d'onde principale in seguito alla interazione con il campo di
ghiaccio. La variazione della lunghezza d'onda, infatti, oltre a costituire un indicatore della
presenza di ghiaccio, può' essere messa in relazione allo spessore di ghiaccio tramite
l'applicazione di un modello di propagazione quale il "mass loading". Sono state applicate due
procedure inversione ai dati SAR. La prima utilizza uno spettro di prima stima ricavato da misure
ondamentriche effettuate in situ mediante una boa galleggiante. La seconda procedura utilizza
invece l'informazione direzionale del campo d'onde superficiale contenuta nello spettro incrociato
SAR. Lo spettro incrociato SAR viene ottenuto a partire dalla correlazione in azimuth fra due look
estratte dalla immagine SLC. La distanza temporale consente di risolvere la direzione di
propagazione delle onde. Filtraggio, segmentazione e classificazione dei diversi tipi di ghiaccio
marino (``new ice'', ``first-year ice'', ``multi-year ice'') da immagini SAR nei periodi di
transizione (primavera e autunno). Su questo secondo tema, sono stati sviluppati metodi diversi
di segmentazione ed e` stato approfondito lo studio di modelli di reti neurali per il "clustering".
Inversione e primi risultati. I parametri usati dal modello di backscattering elettromagnetico
IEM per generare i coefficienti di backscattering sono:
58
cs: la parte reale della costante dielettrica relativa, s: la standard deviation delle altezze, l: la
lunghezza di correlazione della funzione di autocorrelazione (esponenziale, gaussiana). I suddetti
parametri sono stati fatti variare nei range:
cs: [3.0-20.0]; s: [0.6-2.4] cm; l: [10.0-24.0] cm. con i passi: cs=2, s=0.2, l=2.
Per l'inversione del modello diretto, e' stata utilizzata una rete neurale in modo che a partire
dagli input costituiti dai coefficienti di backscattering, possa calcolare i corrispondenti parametri
in output. Allo scopo sono stati generati con modello diretto, una serie di esempi con cui
addestrare la rete. Gli esempi, costituiti da 800 coppie di valori di coefficienti di backscattering e
relativi parametri, sono stati presentati ripetutamente alla rete fino a trovare i valori dei pesi idonei
a minimizzare i valori di scarto tra gli output della rete ed i valori attesi. I risultati della stima della
costante dielettrica mediante inversione effettuata con una rete neurale mostrano come gli errori
diminuiscono al crescere del numero di dati che costituiscono la configurazione da invertire,
ovvero configurazione a singola (S) o doppia (D) polarizzazione (P) e/o frequenza (F) e/o angolo
(A).
Per le configurazioni più' semplici si hanno errori di inversione dei singoli parametri
(rms) anche maggiori ai passi usati per far variare gli stessi in fase di generazione dati. Una
riduzione degli errori si ha con l'utilizzo di una configurazione più' ricca di informazione come
quella contenente dati a doppia polarizzazione, doppio angolo. Ad esempio la configurazione
ERS2, congiuntamente ad una informazione a priori su s (suoli poco rugosi), ha un errore di
inversione pari anche al 14.1% rispetto all'intero range, mentre una configurazione come quella
prevista per ENVISAT, cioè' a 2 polarizzazioni a 2 angoli, ha un errore rms che si riduce al
1.8%. Questi valori sono stati ottenuti in simulazione.
Misure scatterometriche. Si sono effettuate misure di coefficiente di backscattering da
superfici naturali grazie all'utilizzo di un radar scatterometro già in precedenza sviluppata e
testata. Lo scopo delle misure è di ottenere una validazione dei modelli di scattering ottenuti con
parametri forniti dai dati SAR. Il vantaggio di rilevazioni in situ, rispetto ai sistemi ad apertura
sintetica, consiste nella possibilità di compiere misure su aree più piccole con una maggiore
flessibilità nella scelta dei parametri operativi quali l'angolo di incidenza, l'altezza del sensore e/o
le polarizzazioni in trasmissione ed in ricezione. Lo scatterometro che si è utilizzato è del tipo
FM-CW in banda C con frequenza centrale di 5,3 GHz e larghezza di banda di 300 MHz. I
risultati mostrano una sensibilità dei dati alla rugosità, umidità del suolo, angolo d'incidenza e
polarizzazione, in buon accordo con una simulazione elettromagnetica basata su un modello di
superficie similare e sull'approccio di fisica ottica di Kirckhoff.
Missione Cassini. Si è studiata la possibilità di discriminare tra tre diversi scenari
superficiali ipotizzati per Titano, ovvero: oceani o laghi di metano liquido; una superficie solida
formata da ghiaccio d'acqua; una superficie solida formata da ghiaccio misto (acqua più
ammoniaca). La risposta e.m. di tali scenari è stata simulata numericamente usando un modello
frattale per la rugosità superficiale e l'approssimazione di piano tangente di Kirckhoff per il
calcolo del campo e.m. scatterato. I risultati indicano una buona possibilità per la discriminazione
tra i 3 scenari. Infatti l'alta sensibilità del coefficiente di backscattering alle variazioni della
costante dielettrica (per bassi valori della stessa) permette la discriminazione tra superfici rugose
costituite da diversi composti
Piano di attività futura: Le superfici agricole saranno caratterizzate mediante profilometro
laser, messo a disposizione dall'ESA, ed ad aghi, che consentiranno misure di rugosità della
lunghezza dell'ordine di 25 m. Il contenuto di umidità verrà misurato con una sonda TDR, inoltre
si verificherà l'evoluzione della rugosità ed umidità nel tempo in funzione delle variabili
meteorologiche per ottenere realistiche simulazioni per l'andamento multitemporale dei
coefficienti di backscattering. Verranno inoltre effettuate misure di coefficiente di backscattering
da superfici naturali grazie all'utilizzo di un radar scatterometro. Lo scopo delle misure è di
ottenere una validazione dei modelli di scattering ottenuti con parametri forniti dai dati SAR. Il
vantaggio di rilevazioni in situ, rispetto ai sistemi ad apertura sintetica, consiste nella possibilità di
compiere misure su aree più piccole con una maggiore flessibilità nella scelta dei parametri
operativi quali l'angolo di incidenza, l'altezza del sensore e/o le polarizzazioni in trasmissione ed
in ricezione. Lo scatterometro che si utilizzerà è del tipo FM-CW in banda C con frequenza
centrale di 5,3 GHz e larghezza di banda di 300 MHz.
Il "mapping" multitemporale per il contenuto idrico del suolo sarà realizzato con l'approccio
PCA (Principal Component Analysis) che ha dato soddisfacenti risultati per terreni relativamente
piatti nel predire la risposta di drenaggio di un bacino ad eventi di pioggia per la mappatura di
piene e per la derivazione degli indici idrologici di umidità. Per la determinazione dello spessore
del ghiaccio marino da satellite si applicherà un modello di propagazione di onde superficiali
attraverso un'interfaccia che separa una regione di mare aperto da una regione con copertura di
ghiaccio galleggiante mediante una tecnologia innovativa che analizza le modificazioni dello
spettro delle onde per effetto della copertura superficiale. Per lo studio delle polinie si procederà
alla mappatura mediante processi di filtraggio, segmentazione e classificazione dei vari tipi di
ghiaccio marino nei periodi di transizione primavera-autunno.
59
Nell'applicazione delle reti neurali, si utilizzerà una rete di tipo MLP(Multi Layer
Perceptron) addestrata con dati prodotti con il modello e.m. IEM (Integral Equation Model) o altri
modelli che tengano in conto una descrizione multiscala della superficie. Con questa
configurazione, si stimeranno i parametri superficiali d'interesse, ottenuti dai reali dati satellitari.
Verrà fatta una valutazione dell'approccio seguito mediante studi di sensibilità del modello diretto,
al fine di determinare gli intervalli di validità entro i quali la risposta non risulti saturata, mentre
l'addestramento della rete per l'inversione del dato SAR, richiederà il settaggio ottimale dei pesi
della rete.
Per le misure in situ durante le campagne di verità a terra, in concomitanza con il passaggio
del satellite di interesse, verranno impiegati: uno scatterometro disponibile nella collaborazione
che dovrà essere modificato per adeguarlo alle esigenze di questo programma; un TDR (Time
Domain Reflectometer); rugosimetri ad aghi e laser. Saranno effettuate inoltre misure pedologiche
del terreno.
Telerilevamento con microonde (sezione strumentale)
Altri enti coinvolti: ASI, CNR
Ricercatori MURST: F. Posa, N. Mirizzi
D. Casarano
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Lo scopo fondamentale dell'attività
inerente alla sezione strumentale del telerilevamento attivo con microonde, è incentrato sulla
realizzazione di dispositivi hardware in grado di acquisire dati utili per la misura "in situ" di
sezioni d'urto di target estesi (aree della superficie terrestre). Il dispositivo hardware oggetto di
tale ricerca è un radar scatterometro. Tale strumento, già realizzato ed in fase di test e
affinamento, è in grado di misurare sezioni d'urto radar in banda C (da 4 a 8 GHz), per singoli
stati di polarizzazione lineare dell'onda trasmessa e ricevuta. Il dispositivo utilizza come segnale
in trasmissione un'onda continua, modulata linearmente in frequenza (schema FM-CW) entro una
banda di 300 MHz attorno alla frequenza centrale di 5.3 GHz. Tale configurazione permette di
misurare la distanza tra antenna e bersaglio e risolvere più campioni indipendenti all'interno
dell'impronta a terra dell'antenna, permettendo così di rivelare bersagli puntuali e migliorare la
statistica della sezione d'urto dei target estesi. L'obiettivo di tale strumento é quello di fornire
misure di sezioni d'urto radar su aree localizzate del territorio. In tal modo si é in grado di
acquisire dati sufficientemente precisi ed accurati di tale fondamentale parametro fisico, necessari
a quelle discipline afferenti il telerilevamento che più propriamente li utilizzano (modellistica,
oceanografia, geofisica).
Attività svolta nel 1997: Nel corso dell'anno l'attività svolta è stata incentrata su un lavoro
di affinamento per giungere ad una configurazione finale del prototipo dello scatterometro in
banda C, già realizzato e preliminarmente testato nel corso dello scorso anno. Tale lavoro di
affinamento è stato incentrato sullo studio, la generazione ed il filtraggio del segnale di
modulazione. Con la messa a punto del filtraggio e del range dinamico del ricevitore, al fine di
garantirne la linearità evitando la comparsa di indesiderati prodotti di intermodulazione, lo
strumento ha raggiunto una soddisfacente condizione operativa rivelandosi idoneo per le misure
"in situ" del coefficiente di backscattering. Si è dato inoltre un assetto definitivo all'interfaccia
software per la gestione ed il controllo in tempo reale dello strumento. Ciò ha consentito da una
parte la gestione, tramite interfaccia grafica del tipo "user-friendly", di tutte le operazioni di
acquisizione del segnale retrodiffuso, dall'altra l'elaborazione del dato grezzo, la media sui
campioni, la valutazione dei parametri di calibrazione nonché l'estrazione e successiva
presentazione dei valori di sezione d'urto normalizzate relativi alle aree oggetto di misura. Sono
state effettuate misure di calibrazione dello strumento su target puntuali in configurazione a
doppia antenna. Si sono inoltre effettuate due campagne di misura su siti opportunamente
preparati, operando a due differenti quote (15 e 30 metri) e per angoli di incidenza compresi tra
23° e 60°.
Piano di attività futura: È in corso di definizione l'implementazione di un sistema per
l'acquisizione simultanea di stati ortogonali di polarizzazione per la radiazione trasmessa e
ricevuta. Tale sistema potrà essere usato da piattaforme in movimento (elicotteri) consentendo
l'acquisizione di un gran numero di campioni indipendenti all'interno di una stessa area
omogenea. Si prevede inoltre un allargamento della banda di frequenza operativa, dall'attuale
banda C ad un range di frequenza compreso tra 2 e 10 GHz (bande L, C ed X). Tali operazioni
richiedono l'utilizzo di nuove antenne e la realizzazione di una nuova sezione a radiofrequenza.
60
É necessario inoltre modificare la sezione di acquisizione e controllo per adattarla alla nuova
configurazione operativa. Lo strumento, già impiegato con successo nell'attuale configurazione,
sarà impiegato in campagne di misura su siti selezionati anche in concomitanza con le missioni
ERS-2, ENVISAT e SRTM. I dati scatterometrici ottenuti saranno utilizzati per la validazione
della descrizione elettromagnetica e lo studio dell'inversione di dati multi-polarizzazione e
multi-angolo con reti neurali.
Determinazione dei moti crostali a scala locale e regionale, con la tecnica spaziale GPS
nell'area del Mediterraneo.
Altri enti coinvolti: Dipart. di Geologia e Geofisica (Univ. di Bari)
Ricercatori MURST: G. Verrone, Del Gaudio V.,P.P.Pierri ( Dip. Geologia e Geofisica)
M. Sorgente
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Le tecniche spaziali (VLBI, interferometria
radio a base molto lunga, GPS, sistema satellitare statunitense), consentono misure di linee di
base di grande precisione (VLBI: 1x10-9, GPS: 10-8 m). Il problema della misura dei moti
crostali recenti con tecniche spaziali (VLBI, SLR, GPS), è parte integrante di una serie di progetti
nazionali e internazionali oltre che locali (Placca Apula). Tutti i progetti prevedono campagne di
misura, analisi dei dati, interpretazione dei risultati, integrazione con dati geologici e geofisici, su
reti di stazioni predefinite. In particolare, le campagne di misura GPS (scala locale e regionale)
vengono condotte direttamente dai ricercatori che, in modo coordinato ed in tempi definiti,
occupano i siti della rete con i ricevitori, mentre le osservazioni VLBI (scala intracontinentale e
intercontinentale) sono condotte dalle stazioni interessate sulla base di tempificazioni concordate a
livello internazionale. Le misure geodetiche locali, con tecnica GPS, sono connesse alla rete
italiana di stazioni fisse dell'ASI. Il promontorio del Gargano, si ipotizza che sia in moto relativo
rispetto alla Placca Apula e frazionato in blocchi. Obiettivo della ricerca è la determinazione dei
moti crostali nel Gargano relativamente alla placca Apula. Tuttavia, le misure geodetiche sono
influenzate dagli effetti dell'atmosfera ed una sua modellizzazione rimane un problema aperto.
Attività svolta nel 1998: Nell'ambito del progetto locale "Determinazione del moto della
microplacca Garganica con la tecnica GPS" si è condotta l'analisi preliminare dei dati raccolti
nelle campagne di misura, svolte negli anni precedenti.
I risultati ottenuti sono da considerarsi parziali sia perché la rete di punti misurata fino al
1996 non comprende tutti i punti significativi per una descrizione dettagliata e coerente del
comportamento cinematico della microplacca Garganica, sia perché l'intervallo di tempo fra le
misure non consente ancora, sono necessari almeno cinque anni, di trarre conclusioni attendibili.
Piano di attività futura: Per una descrizione dettagliata ed accurata dei moti del Gargano è
necessario ampliare e densificare la rete di punti scegliendo opportunamente, cioè in base ad un
preciso modello strutturale, altri siti da misurare. Ciò al fine di fornire dei constraints ai modelli
geologici. L'ampliamento e la densificazione della rete del Gargano è possibile con la
connessione della rete locale alla rete permanente GPS recentemente istituita dalla Agenzia
Spaziale Italiana. Già nel marzo 1997 è stata condotta una campagna di misura secondo i criteri
esposti precedentemente e le misure saranno ripetute nel 1999. La rete GPS misurata nel Gargano
e connessa alla rete ASI consente inoltre di determinare lunghezze di base fra stazioni che
appartengono alla placca Adriatica, di cui non sono ancora ben noti i confini e se è parte della
Placca Africana.
Sarà inoltre condotta l'analisi dei dati di tutte le campagne al fine di ottenere stime attendibili
dei moti crostali nel Gargano.
Per il 1999, al fine di modellare gli effetti dell'atmosfera sulle misure GPS, si avvierà lo
studio di un modello di atmosfera a scala locale.
61
7. Didattica e storia della fisica
I componenti del rapporto scientifico: funzione semantica ed organizzazione formale
Ricercatori MURST: M. Tarantino
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Estendere e approfondire l'analisi dei
microsistemi formali e delle strutture orizzontali del testo scientifico per delineare la connessione
tematica dei macro-componenti del rapporto sperimentale: 'abstract', introduzione, materiali e
metodo, risultati e discussione.
Attività svolta nel 1998: Si è analizzata l'interdipendenza tra elementi semantici, logici,
pragmatici e linguistici del discorso scientifico per stabilire la relazione tra contenuto testuale e
significato intertestuale e la dipendenza di questi da contesti disciplinari e multidisciplinari. Lo
studio ha dato spunto a relazioni scientifiche presentate ai congressi di Psicolinguistica, di Lingue
per Scopi Speciali e di Didattica delle Lingue.
Piano di attività futura: Si cercherà di delineare il modello generico in cui si configurano il
rapporto estensivo e la 'comunicazione breve' su tematiche teorico sperimentali al fine di stabilire
un approccio di ricerca e di didattica comprensivo dei schemi argomentativi ed espositivi della
scienza.
Didattica della Fisica
Altri enti coinvolti: CNR
Ricercatori MURST: M. Di Gennaro, C. Evangelista, E. Fiore, V. Picciarelli e R. Stella
Ricercatori INFN: G. Zito
Personale tecnico universitario: M. Basta
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca:
- Sviluppare e sperimentare percorsi didattici nelle attività di formazione degli insegnanti.
- Individuare posizioni epistemologiche di insegnanti ed allievi e studiarne l'interazione
nell'attività didattica.
- Incentivare le attività di laboratorio in corsi universitari per non-fisici.
Nell'ambito del Gruppo di Didattica sono sorti interessi per lo sviluppo di software in rete
con l'uso di Javascript e di animazione Java al fine:
a) Migliorare la comprensione delle leggi fisiche;
b) sviluppare la capacità di analisi critica dei concetti acquisiti;
c) favorire il superamento dei pre-concetti;
d) simulare esperimenti non sempre realizzabili in laboratorio;
e) favorire l'acquisizione di nuove competenze di programmazione utilizzabili anche in altri
settori.
- Nell'ambito del Corso di Preparazione di Esperienze Didattiche e del Corso di
Perfezionamento di Didattica della Fisica è stata sperimentata con successo la possibilità di fare
svolgere esperimenti basati sull'uso di materiale a basso costo.
- È stato sviluppato un modello sull'Ottica Geometrica con l'uso di Javascript e di animazione
Java.
- Sono stati "raccolti i dati" sui punti di vista di insegnanti in servizio circa le attività di
formazione post-laurea. I risultati di tale studio hanno permesso di formulare una proposta di
attivazione di due Corsi di Perfezionamento (di base ed avanzato) in Didattica della Fisica.
- È stata sperimentata con successo la possibilità di fare svolgere in modo autonomo attività di
laboratorio ("Home laboratory")
Piano di attività futura: Le tematiche affrontate durante il 1999 saranno oggetto di ulteriore
approfondimento.
62
Storia della fisica teorica italiana dal '45 al '65
Costituzione di un sistema integrato dei musei scientifici di Ateneo
Altri enti coinvolti: Univ. di Pavia; CISMUS - Univ.di Bari
Ricercatori MURST: A. Garuccio
Coll.esterno
Scopo, descrizione ed obiettivi della ricerca: Lo scopo della ricerca e' quello di
ricostruire lo sviluppo storico della fisica teorica italiana nel ventennio dalla fine della guerra alla
meta' degli anni '60. Tale ricerca si inquadra in un progetto nazionale, coordinato dal prof.
Guliani di Pavia, teso a ricostruire tutta la storia della fisica italiana di quel periodo.
Si procederà' inoltre alla costituzione di un sistema integrato dei musei scientifici
dell'Università' di Bari nell'ambito di un programma nazionale varato dal MURST quest'anno e
mirante a costituire e valorizzare un sistema nazionale di musei scientifici.
Attività svolta nel 1998: Per quanto riguarda il progetto di storia della Fisica moderna
italiana, si e' proceduto a definire, in accordo con il responsabile nazionale, una procedura e una
metodologia di intervento e raccolta dei dati storici ed ad effettuare alcune interviste campione a
ricercatori teorici italiani attivi in quel periodo. I testi di queste interviste sono stati trascritti e
saranno inseriti nel data-base della ricerca.
Per quanto riguarda il sistema museale di Ateneo, e' stato completato l'inserimento dei dati
sul data-base in Access e si e' proceduto alla sua parziale trasformazione in html (sito:
http://cismus.uniba.it).
Piano di attività futura: Nel 2000 si procederà' alla sistematica raccolta, trascrizione e
catalogazione delle interviste, alla spedizione di un questionario ai fisici teorici che in quegli anni
si sono formati come studenti o che hanno intrapreso la loro attività' ed alla analisi delle risposte.
Si raccoglieranno anche dati statistici sul numero di pubblicazioni di fisici teorici italiani sulle
varie riviste del settore.
Sara' proseguita l'opera di organizzazione del sistema integrato di museologia scientifica di
Ateneo e la ricerca sull'utilizzo di materiale obsoleto per l'allestimento di apparati
didattico-dimostrativi.
63
8 Pubblicazioni
1A Esperimenti con acceleratori e bersagli fissi
1
E. Andersen et al. - [N. Armenise, R. Caliandro, M.G. Catanesi, D. Di Bari, D. Elia, R.A. Fini, B. Ghidini, V.
Lenti, R.A. Loconsole, V. Manzari, M.T. Muciaccia, E. Nappi, F. Navach, F. Posa, S. Saladino, T. Scognetti, S.
Simone, G. Tomasicchio.](103)
“Λ, Ξ e Ω production in Pb-Pb and p-Pb interactions at 158 A GeV/c ”.
J. Tran Thanh Vahn ed., Conf.Proc. , Edition Frontieres(1998) pp1-pp2
2
E. Andersen et al. - [N. Armenise, R. Caliandro, M.G. Catanesi, D. Di Bari, A. Di Mauro, D. Elia, R.A. Fini, B.
Ghidini, V. Lenti, R.A. Loconsole, V. Manzari, M.T. Muciaccia, E. Nappi, F. Navach, F. Posa, S. Saladino, T.
Scognetti, S. Simone, G. Tomasicchio.](106)
“Strange and multistrange baryon production in Pb-Pb collisions at 158 A GeV/c.”.
Nuclear Physics A630(1998) 582c-588c
3
E. Andersen et al. - [N. Armenise, R. Caliandro, M.G. Catanesi, D. Di Bari, D. Elia, R.A. Fini, B. Ghidini, V.
Lenti, R.A. Loconsole, V. Manzari, M.T. Muciaccia, E. Nappi, F. Navach, F. Posa, S. Saladino, T. Scognetti, S.
Simone, G. Tomasicchio.](103)
“Enhancement of central Λ, Ξ e Ω yields in Pb-Pb collisions at 158 A GeV/c”.
Physics Letters B433(1998) 209-212
4
E. Eskut - [N. Armenise,M.G. Catanesi, M.T. Muciaccia, E. Radicioni, S.Simone, L.Vivolo]()
“ A search for nu_mu -> nu_tau oscillation”.
Phys. Lett. B424(1998) 202-
5
E. Eskut - [N.Armenise,M.G.Catanesi, M.T. Muciaccia, E.Radicioni, S.Simone, L.Vivolo]()
“Search for nu_mu to nu_tau oscillation using the tau decay modes ”.
Phys. Lett. B 434(1998) 205-213
6
P. Annis - [ N.Armenise, M.G. Catanesi, M.T. Muciaccia, E.Radicioni,S.Simone,L.Vivolo]()
“ Observation of neutrino induced diffractive D_s*+ production and subsequent decay D_s*+ ->
D_s+ -> Tau+ -> mu”.
Phys. Lett. B435(1998) 458-464
7
G. De Cataldo et al. - [G. De Cataldo, C. Favuzzi, N. Giglietto, M.N.Mazziotta, A. Raino', P. Spinelli](50)
“The NOE detector for a Long Base Line Neutrino Oscillation Experiment”.
Proceeding of XVIII Int. Conf. on Neutrino Phys. and Astr., Takayama (Japan), 1998(1998) -
1B Esperimenti con acceleratori con fasci collidenti
1
R. Barate - [A. Colaleo,D. Creanza , M. de Palma,G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
Natali, S. Nuzzo ,A. Ranieri, G. Raso,F. Romano, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi,
G. Zito. ]()
“Measurements of the Structure of Quarks and Gluon Jest in Hadronic Z Decays ”.
CERN-EP/98-16() -
2
G. Zito. ]()
“Determination of
from the Measurement of the Inclusive Charmless Semileptonic
Branching Ratio of B hadrons”.
CERN-EP/98-67() -
3
G. Zito. ]()
“Three-prong tau decays with charged kaons”.
Eur. Phys. J. C1(1998) 65-79
64
4
R.Barate - [A. Colaleo,D. Creanza , M. de Palma,G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
G. Zito. ]()
“Searches for Charginos and Neutralinos in e+e- Collisions at
Eur. Phys. J. C 2(1998) 417-439
5
= 161 and 172 GeV”.
G. Zito. ]()
“An Upper limit on the tau neutrino mass from three-and five-prong tau decays.”.
Eur. Phys. J. C 2(1998) 395-406
6
R.Barate - [A. Colaleo, D. Creanza, M. de Palma, G. Gelao, G. Iaselli,G. Maggi, M.Maggi, S. Nuzzo, A. Ranieri,
G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito]()
“Measurement of the b baryon lifetime and branching fractions in Z decays.”.
Eur. Phys. J. C2(1998) 197-211
7
R. Barate
- [A. Colaleo,D. Creanza , M. de Palma,G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
G. Zito. ]()
“Search for Supersymmetry with a dominant R-Parity violating LLE Coupling in e+e- Collisions at
centre-of-mass energies of 130 GeV to 172 GeV”.
Eur. Phys. J. C 4(1998) 433-451
8
G. Zito. ]()
“Study of B°s oscillations and lifetime using fully reconstructed D-s decays”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 367-385
9
G. Zito. ]()
“K°s production in tau decays ”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 29-45
10
G. Zito. ]()
“Measurement of the Spectral Functions of Axial - Vector Hadronic Decays and Determination of
α”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 409-431
11
G. Zito. ]()
“Search for evidence of compositeness at LEP I”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 571-590
12
G. Zito. ]()
“Measurement of the Fraction of Hadronic Z decays into Charm Quark Pairs”.
Eur. Phys. J. C 4 (1998) 557 -570
13
G. Zito. ]()
“Observation of doubly-charmed B decays at LEP”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 387-407
65
14
R. Barate - [A. Colaleo, D. Creanza, M. de Palma, G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, S. Nuzzo, A.
Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris,P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito]()
“Search for Supersymmetry with a dominant R-Parity violating LQD Coupling in e+e- Collisions at
the centre-of-mass energies of 130 GeV to 172 GeV.”.
Eur. Phys. J. C4(1998) 433-451
15
R. Barate - [A. Colaleo, D. Creanza, M. de Palma, G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
Nuzzo, A. Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito]()
“A measurement of the semileptonic branching ratio BR(b-baryon --> plnuX) and a study of
inclusive pi, K, proton production in Z decays ”.
Eur. Phys. J. C5(1998) 205-227
16
F. Loddo - [F. Loddo, G. Maggi, A. Ranieri, F. Ruggieri]()
“The new ALEPH hadron calorimeter strip read-out scanner”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A417(1998) 79-85
17
R.Barate - [A. Colaleo,D. Creanza , M. de Palma,G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
G. Zito. ]()
“Search for charged Higgs bosons in e+e- collisions at centre-of-mass energies from 130 to 172
GeV”.
Physics Letters B 418(1998) 419-429
18
G. Zito. ]()
“Four-jet final state production in e+e- collisions at centre-of-mass energies ranging from 130 to 184
GeV”.
19
R. Barate - [A.Colaleo, D.Creanza, M.de Palma, G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
Nuzzo, A. Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G.Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi]()
“Search for supersymmetry in the photon (s) plus missing energy channels at = 161 GeV and 172
GeV”.
20
G. Zito. ]()
“Measurement of Triple Gauge-Boson Couplings at 172 GeV”.
21
G. Zito. ]()
“Measurement of the W Mass by Direct Reconstruction in e+e- Collisions at 172 GeV”.
22
G. Zito. ]()
“Measurement of the W Mass by Direct Reconstruction in e+e- Collisions at 172 GeV”.
23
G. Zito. ]()
“Resonant Structure and Flavour Tagging in the System Using Fully Reconstructed B Decays”.
66
24
G. Zito. ]()
“Determination of AbFB using Jet Charge Measurements in Z Decays”.
25
G. Zito. ]()
“A measurement of the inclusive b-->s gamma branching ratio”.
26
G. Zito. ]()
“Single-and multi-photon production in e+e- collisions at a centre-oof-mass energy of 183 GeV”.
27
R.Barate - [A. Colaleo,D. Creanza, M.de Palma, G. Gelao, G.Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, S. Nuzzo, A. Ranieri,
G. Raso, F.Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito.]()
“Search for sleptons in e+e- collisions at centre-of-mass energies up to 184 GeV ”.
28
G. Zito. ]()
“Scalar quark searches in e+e- collisions at 181 - 184 GeV”.
29
“The Forward-Backward Asymmetry for Charm Quarks at the Z ”.
Physics Letters B 434 (1998) 415-425
30
R. Barate - [A. Colaleo, D. Creanza, M. de Palma,G: Gelao, G: Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, S. Nuzzo, A.
Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito]()
“A measurement of the gluon splitting rate into bb pairs in hadronic Z decays ”.
31
Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito ]()
“Study of D° -- D°bar mixing and D° doubly Cabibbo-suppressed decays ”.
32
R. Barate - [A. Colaleo, D. Creanza, M. de Palma, G. Gelao, G. Iaselli,G. Maggi, M.Maggi, S. Nuzzo, A. Ranieri,
G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi, G. Zito]()
“Search for the Neutral Higgs Bosons of the MSSM in e+e- Collisions at Centre-of-mas Energies of
181-184 GeV”.
33
“Measurement of triple gauge WWγ couplings at LEP2 using photonic events.”.
Physics Letters B 445(1998) 239-
34
“Search for the Standard Model Higgs Boson at the LEP2 Collider near SQRT(s)=183 GeV.”.
35
R. Barate - [A. Colaleo, D. Cranza, M. de Palma, G. Gelao, G. Iaselli, G. Maggi, M. Maggi, N. Marinelli, S.
Nuzzo A. Ranieri, G. Raso, F. Ruggieri, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, A. Tricomi G. Zito]()
“Studies of Quantum Chromodynamics with the ALEPH Detector ”.
Physics Reports 294 (1998) 1-165
67
36
L. Silvestris - [L. Silvestris] (1)
“A Prototype of the CMS Object-Oriented Reconstruction and Analysis Framework for the Beam
Test Data”.
CHEP 98 Proceeding 1998 Chicago USA(1998) -
37
J. Connotte et al. - [M. de Palma, R. Ferorelli, S. My, G. Raso, P. Tempesta](42)
“Engineered Prototupes of the Barrel and Forward Single-Sided Silicon Modules of CMS: Mileston
Report.”.
CMS Note(1998) -
38
J Connotte et al. - [M.M.Angarano, D. Creanza, M. de Palma, R. Ferorelli, L. Fiore, G.Maggi, S. My, G. Raso,
G. Selvaggi, P.Tempesta](74)
“The Silicon wheel of CMS-SiB1 Mileston Report”.
CMS note10(1998) -
39
M.M. Angarano - [M.M. Angarano, A. Bader, D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore,G. Maggi, S. My, G. Raso, G.
Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta.]()
“Charateristic and SPICE simulation of a single-sided, n+ on n type silicon strip detector before and
after neutron irradiation. CMS ”.
CMS note "submitted to Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A "34(1998) -
40
M.M. Angarano - [M.M. Angarano, A. Bader, D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore, G. Maggi, S. My, G. Raso, G.
Selvaggi, L. Silvestris, P. Temepsta]()
“Beam test results on an n+ on n type silicon microstrip detector before and after neutron
irradiation”.
CMS note "submitted to Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A "73(1998) -
41
M .de Palma - [M. de Palma](1)
“The CMS experiment at LHC”.
Nucl. Physics B61(1998) 32-38
42
M. Abbrescia et al. - [A. Colaleo,G. Iaselli, F. Loddo,M. Maggi, B. Marangelli, S. Natali, S. Nuzzo, G. Pugliese,
A. Ranieri, F. Romano](14)
“Resistive Plate Chambers in avalanche mode: a comparison between a model prediction and
experimental results”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 409(1998) 1-5
43
A. Ranieri, F. Romano ](14)
“Recent results and developments on double gap RPC for CMS”.
44
G.M.Bilei et al. - [M. Angarano, D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore, G. Maggi S. My, G. Raso, G. Selvaggi, L.
Silvestris, P. Tempesta](89)
“The CMS silicon tracker at LHC”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A409(1998) 105-111
45
M.M. Angarano et al. - [M.M.Angarano, A. Bader. D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore,S. My, G. Raso G.
Selvaggi, L. Silvestris, P. Temespta.](23)
“Beam test results for single- and double-sided irradiated silicon detector prototypes of the CMS
central detector ”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 409(1998) 135-
46
M. Abbrescia - [M. Abbrescia, A. Colaleo, G. Iaselli, F. Loddo, M. Maggi, B. Marangelli, S. Natali, S. Nuzzo,
G. Pugliese, A. Ranieri, F. Romano. ]()
“Beam test results on double-gap resistive plate chambers proposed for CMS experiment ”.
47
M. Abbrescia - [M. Abbrescia, E. Bisceglie, G. Iaselli, S. Natali, G. Pugliese, F. Romano]()
“An environmetal safe gas mixture for resistive plate chambers operated at low pressure ”.
68
48
S. Albergo et al. - [D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore, G. Maggi, S. My, G. Raso, G. Selvaggi, L. Silvestris, P.
Tempesta](95)
“Test results of heavily irradiated Si detectors”.
49
“Local and global performance of double gap RPC operated in avalanche node”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Accepted for publication() -
50
“The simulation of Resistive Plate Chambers in avalanche mode: charge spectra and efficiency”.
51
V. Augelli et al. - [V. Augelli, G. Contento, T. Ligonzo, M. F. Muscarella, L. Schiavulli, M. Angarano, D.
Creanza, M. de Palma](8)
“Electrical characterization os the standard and oxygenated irradiated Rose diodes”.
52
S. Albergo et al. - [M. Angarano, D. Creanza, M. de Palma](8)
“Fluence determination from scattering measurements”.
53
M. Angarano et al. - [M. Angarano, D. Creanza, M. de Palma, L. Fiore, G. Maggi, S. My, A. Pompili, G. Raso,
G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta](44)
“Test beam results on irradiated silicon detector for the CMS silicon strip tracker”.
54
“Progreses in the simulation of RPC in avalanche mode”.
Nuclear Physics B (Suppl Proc.)Accepted for publication() -
55
“Performances of RPC for the muon detection at CMS”.
Nuclear Physics B (Suppl. Proc.)Accepted for Publication() -
56
A. Palano et al. - [C. Evangelista, A. Palano](44)
“Evidence for f_2(2230) in the reaction bar p p -> phi phi”.
Frascati Physics Series(1999) -
57
C. Evangelista et al. - [C. Evangelista, A. Palano](43)
“Measurement of the pbar p -> K_s K_s Reaction from 0.6 to 1.9 GeV/c”.
Physical Review D56(1997) 3803-
58
C. Evangelista et al. - [C. Evangelista, A. Palano](44)
“Study of the reaction pbar p -> phi phi from 1.1 to 2.0 GeV/c”.
Physical Review D57(1998) 5370-
59
L. Bertolotto et al. - [C. Evangelista, A. Palano](52)
“Observation of phi phi production in the reaction pbar p -> 4K at 1.4 GeV/c incident pbar
momentum”.
Physics Letters B345(1995) 325-
60
A. Buzzo et al. - [C. Evangelista, A. Palano](44)
“Search for narrow pbar p resonances in the reaction pbar p -> pbar p pi+ pi-”.
Z. Phys. C76(1997) 475-
61
A. Palano - [A. Palano](1)
“Light Meson Spectroscopy in B, Ds and D decays”.
BABAR-Note-402(05-DEC-97 ) -
69
62
“Search for Glueballs in B decays”.
BABAR-Note-473(01-DEC-98 ) -
63
“Current status of pseudoscalar and axial mesons”.
Frascati Physics Series(1999) -
64
F. Anulli et al. - [A. Palano](37)
“The muon and KL detector for the BaBar Experiment: Physics Requirements, final design and start
of construction.”.
Nucl. Phys. B61B(1998) 244-249
65
D. Boutigny et al. - [C. Evangelista, A. Palano](300)
“The BaBar Physics Book”.
SLAC-R-504(October, 1998) -
66
Antonelli M. et al. - [Erriquez O.](38)
“Quality checks and first calibration of the KLOE electromagnetic calorimeter”.
Nuclear Instruments and Methods - A409(1998) 558 -560
67
“The ADCs and TDCs for the KLOE electromagnetic calorimeter”.
Nuclear Instruments and Methods - A409(1998) 675-678
68
“The KLOE electromagnetic calorimeter”.
Nuclear Physics B61B(1998) 126-131
69
Adinolfi A. et al. - [Erriquez O., Guarnaccia P., Ruggieri F.](136)
“Status of the KLOE experiment at the Φ factory DAΦNE”.
Nuclear Physics B66(1998) 478-481
1C Esperimenti su particelle di origine cosmica
1
M. Ambrosio et al. - [R. Bellotti, F. Cafagna, M. Calicchio, M. Castellano, L. De Benedictis, G. De Cataldo, C.
De Marzo, O. Erriquez, C. Favuzzi, P. Fusco, N. Giglietto, P. Guarnaccia, M.N. Mazziotta, T. Montaruli, A. Raino',
P. Spinelli.](120)
“Study of photonuclear interaction of muons in rock with the MACRO experiment. ”.
Vulcano Workshop on Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics, 1998(1998) 2
P. Spinelli.](120)
“Atmospheric neutrino induced muon flux measurement with MACRO”.
Vulcano Workshop on Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics, 1998(1998) 3
P. Spinelli.](120)
“Measurement of the atmospheric neutrino-induced muon flux using MACRO”.
Neutrino 98, Takayama, Japan, 4-9 June 1998(1998) 4
P. Spinelli.](120)
“Relevance of the hadronic interaction model in the interpretation of the multiple muon data as
detected in MACRO experiment”.
International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions, Laboratori Nazionali del
Gran Sasso, 12-17 July 1998(1998) -
70
5
P. Spinelli.](120)
“Hint of mu + n --> mu + n + mu+ + mu- process observation with the MACRO detector at Gran
Sasso”.
Gran Sasso, 12-17 July 1998(1998) 6
P. Spinelli.](120)
“Study of photonuclear interaction of muons in rock with the MACRO experiment.”.
Gran Sasso, 12-17 July 1998(1998) 7
P. Spinelli.](120)
“Measurements of the atmospheric neutrino-induced muon flux using MACRO”.
European Cosmic Ray Conference, Madrid (1998)(1998) 8
P. Spinelli.](120)
“Measurement of the atmospheric neutrino-induced upward-going muon flux with the MACRO
detector”.
European Cosmic Ray Conference, Madrid (1998)() 9
P. Spinelli.](120)
“Measurements on atmospheric neutrinos with MACRO”.
29th ICHEP, Vancouver, Canada, 22-30 July 1998(1998) 10
P. Spinelli.](120)
“Search for rare particles with the MACRO detector”.
29th ICHEP, Vancouver, Canada, 22-30 July 1998(1998) 11
P. Spinelli.](120)
“Atmospheric and astrophysics neutrinos with MACRO”.
Dark Matter in Astrophysics, Heidelberg, 20-25 July 1998(1998) 12
P. Spinelli.](120)
“Atmospheric neutrinos with MACRO”.
Erice Summer School, August 1998(1998) 13
P. Spinelli.](120)
“Measurements of the atmospheric neutrino-induced muon flux using MACRO”.
Neutrino Oscillation Workshop, Amsterdam, 7-9 September 1998(1998) 14
P. Spinelli.](120)
“Search for a possible space-time correlation between high energy neutrinos and gamma-ray bursts”.
Proc. of Gamma-Ray Bursts in the Afterglow Era, Rome, November 3-6 1998(1998) -
71
15
P. Spinelli.](120)
“The observation of upgoing charged particles produced by high energy muons in underground
detectors”.
Astroparticle Physics9(1998) 10516
P. Spinelli.](120)
“Measurement of the atmospheric neutrino-induced upgoing muon flux using MACRO”.
Phys. Lett.B434(1998) 451-457
17
Boezio,M et al. - [R. Bellotti, F. Cafagna, M. Castellano, M. Circella, C.N. De Marzo](34)
“The cosmic ray proton and helium spectra between 0.2 GeV and 200 GeV”.
INFN-AE98-86(1998) 1-33
18
M. Ambriola et al. - [M. Ambriola, R. Bellotti, F. Cafagna, M. Castellano, F. Ciacio, M. Circella, C.N. De
Marzo](7)
“Particle classification capabilities of a silicon dE/dx detector using neural networks”.
Nuclear Intruments & Methods A409(1998) 467-470
19
Ambriola, M. et al. - [M. Ambriola, R. Bellotti, F. Cafagna, M. Calicchio, F. Ciacio, M. Circella, C.N. De
Marzo, T. Montaruli] (50)
“Technology development and site characterization of a Km3 scale deep underwater astrophysical
neutrino observatory in the mediterranea sea (LETTER OF INTENT)”.
(1998) -
2 Fisica del nucleo
1
P. Sapienza et al. - [N. Colonna](37)
“Hard photons and energetic protons as probe of the nuclear dynamics at intermediate energy.”.
Nuovo Cimento A111(1998) 999-1008
2
H. Xi et al. - [N. Colonna, G. Tagliente, G. Celano](28)
“Nuclear temperature measurements with He isotopes ”.
3
P. Milazzo et al. - [N. Colonna](27)
“Temerature measurements of fragment emitting systems in Au + Au 35 MeV/nucleon collisions.”.
Physical Review C58(1998) 953-963
4
R. Popescu et al. - [N. Colonna, G. Tagliente, L. Celano](31)
“Sensitivity of two-fragment correlation functions to initial-state momentum correlations.”.
Physical Review C58(1998) 270-280
5
H. Xi et al. - [N. Colonna, G. Tagliente, L. Celano](28)
“Examining the cooling of hot nuclei”.
Physical Review C57(1998) R462-R465
6
Y. Larochelle et al. - [N.Colonna,G.D'Erasmo,E.Fiore,A.Pantaleo,G. Tagliente ](18)
“Probing midrapidity source characteristics with charged particles and neutrons in the 35 Cl +
reaction at 43 MeV/nucleon”.
Physical Review C59(1999) R565-R569
nat
Ta
7
N.Colonna(Exp.Ripen3+Coll.CHIC) et al. - [L.Celano, G.D'Erasmo, D.DiSanto, E.M.Fiore, M.Palomba,
A.Pantaleo, V.Paticchio, G.Tagliente](33)
“Two-neutron interferometry in low and intermediate energy heavy ion reactions”.
CRIS International Conference, Acicastello (CT),Giugno 98() -
8
M. Agnello et al. - [L.Celano,G.D'Erasmo, E.M. Fiore,L.Fiore,A. Pantaleo, V,Paticchio](50)
“Hypernuclear physics with stopped K- at DAFNE”.
Nuclear Physics B61(1998) 601-606
72
9
V Filippini et al. - [L.Celano, G.D'Erasmo, E.M. Fiore, L.Fiore, A. Pantaleo, V. Paticchio](50)
“FINUDA, the physics program”.
Nuclear Physics A 639(1998) 537-544
10
P. Bottan et al. - [L.Celano,M. De Palma,L.Fiore,V.Paticchio](11)
“Mass Discrimination Using Double-Sided Silicon Microstrip Detectors for Pions and Protons at
Intermediate Energies ”.
Nuclear Instruments and Methods A 427(1999) 423-436
11
L. Celano - []()
“Realizzazione e caratterizzazione dei rivelatori TOFONE, ISIM e OSIM dell'esperimento
FINUDA”.
Tesi di DOTTORATO,1998() -
12
E. Bisceglie et al. - [E. Bisceglie, P. Colangelo, N. Colonna, G. Maggipinto, V. Variale](9)
“Accelerator-Based BNCT: Current Status and Perspectives”.
Proceedings of the Padua Workshop on BNCT; G. Tornielli and A. Colautti eds., TERA 92/8,
INFN/TC-98/12(1998) 99-
13
E. Bisceglie et al. - [E. Bisceglie, P. Colangelo, G. Maggipinto, V. Paticchio, G. Raso, V. Variale](8)
“Energy Optimization of Epithermal Neutron Beams for Accelerator-Based BNCT”.
Proceedings of the 8th Int. Symposium on Neutron Capture Therapy for Cancer, La Jolla, CA,
September 1998(1998) -
14
N. Colonna et al. - [N. Colonna](7)
“Measurement of Low-Energy (d,n) reactions for BNCT”.
Medical Physics26(1999) 793-798
15
E. Bisceglie et al. - [E. Bisceglie, P. Colangelo, N. Colonna, V. Variale](5)
“On the optimal energy of epithermal neutron beams for BNCT”.
Physics on Medicine and Biology (submitted)() -
16
N. Colonna et al. - [N. Colonna](7)
“Exploring Alternative (p,n) and (d,n) reactions for BNCT”.
Proceedings of the XV International Conference on Applications of Accelerators in Research and
Industry, Denton (Tx), Nov. 5-7, 1998() -
17
S. Beloe' et al. - [N. Colonna, D. Cozza, D. Di Bari, R.A. Fini, B. Ghidini, V.Lenti, L. Liberti, R. Loconsole, V.
Manzari, E. Nappi, F. Navach, F. Posa, S. Stucchi, G. Tomasicchio](530)
“Detector for High Momentum PID”.
CERN/LHCC 1(98) 1-188
18
N. Colonna et al. - [N.Colonna, D. Di Bari, D. Elia, R. Fini, L.Galantucci, B.Ghidini, A.Grimaldi, E.Monno,
E.Nappi, F.Posa, G.Tomasicchio](23)
“The Present Development of CSI Rich Detectors for the ALICE Experiment at CERN”.
ALICE/INT-98-20(1998) 1-16
19
D.Cozza et al. - [D.Cozza, D.Di Bari, D.Elia, G.Tomasicchio, E.Nappi, G.Paic](6)
“Development of a pattern recognition method for the HMPID in ALICE”.
ALICE/INT-98-39(1998) 1-24
20
E. Cantatore et al. - [D. Di Bari, M.G. Catanesi, V. Lenti, S. Saladino, S. Simone, G. Tomasicchio](45)
“Uniformity of response of the LHC1 large area pixel detector system”.
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A 409(1998) 119-128
21
W. Snoeys et al. - [E. Cantatore, R. Dinapoli, D. Minervini](16)
“Radiation tolerance beyond 10 MRAD for a pixel readout chip in standard submicron CMOS'”.
Proceedings CERN, Geneva, 1998 CERN-LHCC-98-36 (1998) 1-114
22
D. De Venuto et al. - [F. Corsi, D. De Venuto](2)
“Testing the analogue front-end of a pixel detector for radiation damages”.
Proceedings CERN, Geneva, 1998 CERN-LHCC-98-36 (1998) 145-
73
23
V. Lenti et al. - [V. Lenti, V. Manzari, G. Tomasicchio](30)
“The NA57 trigger processor”.
Proceedings CERN, Geneva, 1998 CERN-LHCC-98-36 (1998) 331-
24
G. Viesti et al. - [N. Cufaro-Petroni, G.D'Erasmo,G. Nardulli, M.Palomba, A. Pantaleo](23)
“The EXPLODET project : advanced nuclear techniques for humanitarian demining”.
Nuclear Instruments and Methods in Physics reserchA422(1999) 918-921
25
G. Nebbia et al. - [N. Cufaro_Petroni,G. D'Erasmo, G. Nardulli, M.Palomba, A.Pantaleo](23)
“Advanced Nuclear Techniques for Humanitarian Demining”.
Second International Conference on "The Detection of Abandoned land mines
Publication N.458(1998) -
Conference
26
G. Viesti et al. - [N. Cufaro-Petroni, G. D'Erasmo, G. Nardulli, M. Palomba, A. Pantaleo](23)
“The EXPLODET project: Advanced Nuclear Techniques for Humanitarian Demining”.
International Nuclear Physics Conference-Parigi(F)INPC/98 (1998) -
27
G.Viesti et al. - [N.Cufaro-Petroni,G. D'Erasmo, G. Nardulli, M. Palomba, A. Pantaleo](23)
“The EXPLODET project : Progress Report 1998 ”.
DFPD 99/NP/05 (1999) -
28
A. Gollwitzer et al. - [R. De Leo](14)
“Experimental study of the deformed nucleus 153Sm via (d,t) and average resonance capture as a test
case for the multiorbit interacting boson fermion model”.
Phys. Rev. C57(1998) R2781-R2785
29
R.De Leo et al. - [L.Lagamba](20)
“Low-lying States of 56Fe”.
Phys. Rev., C57(1998) 1604-1616
30
M. Iodice et al. - [ R.De Leo, L.Lagamba](22)
“The CO2 gas Cherenkov detectors for the Jefferson Lab Hall-A spectrometers”.
Nucl.Instr. and Meth.,A411(1998) 223-227
31
G.Niculescu et al. - [R.De Leo](30)
“Longitudinal and Transverse Cross Sections in the1H(e,e,k+)lambda Reaction”.
Phys. Rev. Lett.81(1998) 1805-
32
C.M.Spaltro et al. - [R.De Leo](30)
“q and pm Dependence of the 3He(e,e<O~>d)p Reaction”.
Phys. Rev. Lett. 81(1998) 2870-
33
C.J.G.Onderwater et al. - [R.De Leo](30)
“Signature for Short-Range Correlations in 16O Observed in the Reaction16O(e,e'pp)14C”.
Phys. Rev. Lett.81(1998) 2213-
34
L.C.Alexa et al. - [R.De Leo](40)
“”.
Phys. Rev. Lett.82(1999) 1374-
35
A.Airapetian et al. - [R.De Leo, E.Nappi] (60)
“Measurements of the proton spin structure function gp1 with a pure hydrogen target”.
Phys. Lett. B442(1998) 484-492
3 Fisica della materia condensata
1
G. Plotino et al. - [G.Ventruti,M. de Rienzo, I.M. Catalano, M.Ferrara, M.Lugarà](6)
“La spettroscopia fotoacustica nell'analisi degli inquinanti atmosferici”.
Elettroottica '98 - Matera, 12-14 maggio 1998 --- Atti (1998) 434-438
2
M. Lugarà - [](1)
“New possibilities in transcutaneous oximetry technology”.
Clinical Hemorheology and Microcirculation 19 (1998) 64-66
74
3
C. Casavola et al. - [G.Cicco, A.Pirrelli, I.M.Catalano, M.Ferrara, M.Lugarà, R.Tommasi ](7)
“Determinazione ottica non-invasiva della ossigenazione tissutale con diodi laser nel vicino
infrarosso”.
Elettroottica '98 - Matera, 12-14 maggio 1998 --- Atti (1998) 204-208
4
V. Spagnolo et al. - [A.Ancona,M.Lugarà,I.M.Catalano,M.Ferrara,G.Daurelio, P.Sforza](7)
“Analisi spettroscopica dell'emissione da plasma di saldatura con laser a CO2 ”.
Elettroottica '98 - Matera, 12-14 maggio 1998 -- Atti(1998) 167-171
5
G. Scamarcio et al. - [G. Scamarcio](5)
“Midinfrared emission from coupled Wannier-Stark ladders in semiconductor superlattices”.
Physical Review BB 57(1998) R6811-R6814
6
A. Tredicucci et al. - [G. Scamarcio](8)
“High-power inter-miniband lasing in intrinsic superlattices”.
Applied Physics Letters72(1998) 2388-2390
7
V. Spagnolo et al. - [V. Spagnolo, G. Scamarcio] (8)
“Evidence of electronic confinement in pseudomorphic Si/GaAs superlattices”.
Physical Review BB 57(1998) R15100-R15103
8
G. Scamarcio et al. - [G. Scamarcio, M. Troccoli](6)
“Interplay between interminiband and intersubband transitions in superlattice quantum cascade
electroluminescence”.
Proceedings International Conference on the Physics of SemiconductorsICPS 24(1998) -
9
G. Scamarcio et al. - [G. Scamarcio](7)
“Long-wavelength (l=11 micron) interminiband Fabry-Perot and distributed feedback quantum
cascade lasers”.
Semiconductor Science and Technology13(1998) 1333-1339
10
F. Capasso et al. - [G. Scamarcio](7)
“Recent advances in quantum cascade lasers”.
Proceedings IEEE Lasers and Electro-Optics Society(1998) -
11
G. Scamarcio et al. - [G.Scamarcio](2)
“Electroluminescence by impact ionization of deep levels in semiconductors”.
Hot Electrons in Semiconductors - Physics and Devices(1998) 465-478
12
A.M. Fox et al. - [Maurizio Dabbicco](3)
“Generation of Non Classical Light by Four-Wave-Mixing in Semiconductors”.
Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials7(1998) 167-180
13
L.A.Lugiato et al. - [M.Brambilla ](3)
“Optical Pattern Formation ”.
Adv. in At., Mol. and Opt. Phys. 40(1998) 229-306
14
L.Spinelli et al. - [M.Brambilla ](4)
“Spatial Solitons in Semiconductor Microcavities”.
Phys.Rev.A58(1998) 2542-2553
15
J.Garcia-Ojalvo et al. - [M.Brambilla ](5)
“Pattern Formation in Three--Level Laser Systems”.
Asian Journ. of Physics, Spec.Issue7(1998) 576-587
16
M.Brambilla et al. - [M.Brambilla ](5)
“Spatial soliton pixels in semiconductor devices ”.
Phys.Rev.Lett.79(1997) 2042-2046
17
J.Gutierrez et al. - [M.Brambilla ](5)
“Helical wave laser as an optical transistorJ. Gutierrez, D.Y. Tang, C.O. Weiss, F. Prati and M.
Brambilla, "Helical wave laser as an optical transistor", Optics Comm., 135 305 (1997). ”.
Optics Comm. 135(1997) 305-321
75
18
A. Adinolfi et al. - [A. Adinolfi, M. C. Netti, R. Tommasi, and I. M. Catalano](5)
“Measurements of multiphoton absorption coefficients in ZnSe/ZnS x Se1-x
superlattices”.
Nonlinear Optics(1999) -
strained-layer
19
M. C. Netti et al. - [M. C. Netti, R. Tommasi](7)
“Femtosecond exciton dynamics in ZnCdSe-ZnSe multi quantum wells”.
Proceedings of the 24th ICPS International Conference on the Physics of Semiconductors(1999) -
20
“Ultrafast exciton dynamics in ternary II-VI semiconductor quantum wells ”.
Physical Review B60(1999) -
21
“Femtosecond exciton nonlinearities in II–VI multiple quantum wells”.
11th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors, Kyoto
Research Park, Kyoto, Japan, July 19-23, 1999(1999) -
22
N. Del Fatti et al. - [R. Tommasi] (4)
“Temperature–dependent electron–lattice thermalization in GaAs”.
Physical Review B59(1999) 4576-
23
A. Adinolfi et al. - [A. Adinolfi, T. Cassano, R. Tommasi, M. Ferrara](4)
“Z-scan measurements of optical nonlinearities in bulk LiNbO3 ”.
Nonlinear Optics(1999) -
24
M. de Rienzo et al. - [G. Ventruti, P.M. Lugarà, M. Ferrara, I.M. Catalano](9)
“Diode Laser Based Photoacoustic Systems for Gas Monitoring”.
INFMeeting '99 -- Catania, 12-14 giugno 1999 ---- Atti ( 1999 ) 221-222
25
Maurizio Dabbicco - [](1)
“Complete Determination of the Two-photon Absorption Tensor Near Half the Bandgap in ZnSe”.
International Conference on Laser Spectroscopy(1999) -
26
V. Cuomo - [V. Berardi]()
“LITE Correlative Measurements by Lidar in Potenza, Southern Italy”.
Journal of Geophysical Research103(1998) 11455-
27
P. F. Ambrico - [V. Berardi]()
“Multiparametric lidar system spanning from UV to mid IR”.
Proceedings SPIE3380(1998) 12-
28
P. F. Ambrico - [V. Berardi]()
“Tunable lidar system based on IR OPA laser source”.
Proceedings SPIE3504(1998) 111-
29
A. Garuccio - [A. Garuccio](1)
“Entangled and Factorize States in Parametric Down-Conversion Sources”.
Fortschr. der Physik 46(1998) 663-
30
S. Amoruso et al. - [V. Berardi](5)
“Kinetic energy distribution of ions in the laser ablation of copper targets”.
Applied Surface Science127-129(1998) 953-
31
S. Amoruso et al. - [V. Berardi](6)
“High fluence visible and ultraviolet laser ablation of metallic targets”.
Applied Surface Science127-129(1998) 1017-
32
V.Augelli et al. - [T.Ligonzo, L.Schiavulli](5)
“C-V, C-f and DLTS measurements of standard and oxygenated ROSE diodes”.
CERN/LEB 98-11(1998) 465-474
33
V.Augelli et al. - [T.Ligonzo, L.Schiavulli, D.Creanza, M.dePalma] (8)
“Electrical characterization of standard and oxygenated irradiated ROSE diodes.”.
NIM A426(1999) 81-86
76
34
A. Convertino et al. - [A. Valentini](4)
“SWELLING IN ORGANIC-INORGANIC MULTILAYER SYSTEM”.
APPLIED PHYSICS LETTERS73(1998) 771-773
35
V. Capozzi et al. - [V. Capozzi,M. Santoro, G. Celentano, G.F. Lorusso](5)
“Growth and Photoluminescence Spectra of C60 Single Crystals”.
J. of Luminescence 76(1998) 395-398
36
V. Capozzi et al. - [V. Capozzi, A. Minafra, G. Perna] (5)
“Photoluminescence properties of C60 films deposited on silicon substrate”.
Solid State Communications(1999) -
37
G.F. Lorusso et al. - [V. Capozzi](5)
“Anderson and Stark Localization in GaAs/AlGaAs Disordered SL”.
Superlattices and Microstructures23(1998) 9-12
38
G.F. Lorusso et al. - [V. Capozzi](3)
“Photoluminescence Excitation Spectra of Disordered Superlattices ”.
J. of Luminescence78(1998) 259-264
39
V. Capozzi et al. - [G. Perna](3)
“Photoluminescence analysis of Si heavely doped AlGaAs”.
Physica B(1999) in press-
40
V. Capozzi et al. - [G. Perna](6)
“Photoluminescence enhancement in hydrogenated InP folms grown by remote plasma MOCVD
technique”.
preprint() -
41
V. Capozzi et al. - [G. Perna, V. Capozzi] (3)
“Structural Properties and Photoluminescence Study of CdSe/Si Epilayers Deposited by Laser
Ablation”.
J. Appl. Phys.83(1998) 3337-3344
42
V. Capozzi et al. - [G. Perna, V. Capozzi] (4)
“Temperature Dependence of Red-shift and Broadening of the Exciton Line in CdSe/GaAs Laser
Ablated Heterostructures”.
J. of Luminescence78(1998) 534-539
43
M. Ambrico et al. - [V. Stagno, G. Perna, V. Capozzi](5)
“Structural and Optical Parameters of ZnSx Se(1-x) Films Deposited on Quartz Substrates by Laser
Ablation”.
Semicond. Sci. & Technol.13(1998) 1446-1455
44
G. Perna et al. - [V. Capozzi, G.Perna ] (5)
“Laser Ablation and Deposition of CdSe and CdS on GaAs substrate”.
Proceedings of SPIE3404(1998) 33-38
45
M. Ambrico et al. - [V. Stagno, G.Perna, V.Capozzi](6)
“Pulsed Laser Deposition of ZnSx Se(1-x) Thin Films on Quartz: Measurement of Energy Gap
Absorption Coefficient and Refractive Index”.
Proceeding of SPIE3404(1998) 39-46
46
G. Perna et al. - [V. Capozzi, T. Ligonzo, S. Pagliara, G. Perna](5)
“Optical characterization of CdS x Se1-x films grown on quartz substrate by pulsed laser ablation
technique”.
Thin Solid Films349(1999) 220-224
47
V. Capozzi et al. - [V. Capozzi, G Perna](4)
“Absorption and photoluminescence analysis of CdS ablated films grown on quartz substrate”.
Applied Surface Science(1999) in press-
48
G. Perna et al. - [V. Capozzi, L. Schiavulli,](6)
“Photoluminscence study of amorphous Silicon deposited from SiF4-SiH4 R.F. Plasmas”.
preprint() -
77
49
F. Bella et al. - [P.F. Biagi] (8)
“Field strenght variations of LF radiowaves prior earthquakes in central Italy.”.
Physics of the Earth and Planetary Interior105(1998) 279-286
50
P.F. Biagi - [P.F. Biagi] (1)
“Seismic effects on LF radiowaves ”.
Terra Pubblications(1998) 324-329
4 Fisica teorica
1
P.Colangelo et al. - [P.Colangelo, G. Corcella ](2)
“Investigations on CPT invariance at B factories ”.
Eur. Phys. J. C1(1998) 515-
2
P.Colangelo et al. - [P.Colangelo, F. De Fazio ](2)
“QCD Interactions of Heavy Mesons with Pions by Light-Cone Sum Rules ”.
Europ. J. Phys. C4(1998 ) 503-
3
P.Colangelo et al. - [P.Colangelo, M.Ladisa, G.Nardulli ] (4)
“Electromagnetic Mass Difference of Heavy Mesons ”.
Phys. Lett. B416(1998) 208-
4
C. Bourrely et al. - [P. Santorelli ](5)
“Polarized Quarks, Gluons and Sea in Nucleon Structure Functions”.
Prog. Theor. Phys.hep-ph/9803229(1998) -
5
F. Buccella et al. - [P. Santorelli ](5)
“A Positive Test for Fermi-Dirac Distributions of Quark-Partons ”.
Mod. Phys. Lett. A13(1998) 441-
6
F. De Fazio - [F. De Fazio] (1)
“Beauty hadron lifetime ratios and the problem of τ (Λb ) pubblicato nei proceedings del convegno
"The Irresistible Rise of the Standard Model", 21-25 Aprile 1997, San Miniato ”.
Nucl. Phys. B65 (Proc. Suppl.)(1998) 185-
7
A. Deandrea et al. - [Nardulli, A.D. Polosa ](5)
“A Constituent quark meson model for heavy meson processes, e-Print Archive: hep-ph/9802308 ,
”.
Phys. Rev. D 58 (1998) 034004-034012
8
P. Colangelo et al. - [ P. Colangelo , F. De Fazio, G. Nardulli,](5)
“Analysis of three-body B-->D+D- pi0 decay, Bari preprint BA-TH-316-98, hep-ph/9901264,”.
Phys. Rev. D, to appear() -
9
P. Colangelo et al. - [P. Colangelo, F. De Fazio](3)
“Universal tau_{1/2}(y) Isgur-Wise function at the next-to-leading order in QCD sum rules”.
Phys. Rev. D58(1998) 11605-
10
F. De Fazio et al. - [F. De Fazio] (2)
“B -> Xu ell nu-bar decay distributions to order alpha_s, hep-ph/9905351”.
JHEP (to appear)() -
11
P. Colangelo et al. - [P. Colangelo, G. Corcella](2)
“Investigations on CPT invariance at B factories”.
Eur. Phys. J. C1(1998) 515-
12
P. Colangelo et al. - [P. Colangelo, L. Iorio and G. Nardulli](3)
“Reducing the experimental uncertainty on the CKM angle $\alpha$, preprint BARI-TH/98-315”.
Int. J. Mod. Phys. A, to appear1999() -
13
A. Deandrea et al. - [G. Nardulli, A.D. Polosa,](4)
“ COUPLINGS OF PIONS TO HIGHER POSITIVE PARITY HEAVY MESON”.
JHEP 9902:(1999 ) 021-
78
14
A. Deandrea et al. - [G. Nardulli, A.D. Polosa](4)
“SEMILEPTONIC B ---> RHO AND B ---> A(1) TRANSITIONS IN A QUARK - MESON
MODEL”.
Phys.Rev.D59:(1999) 074012-
15
“QCD interactions of heavy mesons with pions by light-cone QCD sum rules”.
Eur. Phys. J. C 4 (1998) 503-
16
P. Colangelo et al. - [P. Colangelo, F. De Fazio, M. Ladisa, G. Nardulli, P. Santorelli, A. Tricarico](6)
“ SEMILEPTONIC AND RARE B MESON TRANSITIONS IN A QCD RELATIVISTIC
POTENTIAL MODEL”.
Eur.Phys.J.C8:(1999 ) 81-90
17
M. Ladisa et al. - [M. Ladisa, G. Nardulli](3)
“SEMILEPTONIC AND RARE B MESON DECAYS INTO A LIGHT PSEUDOSCALAR
MESON, e-Print Archive: hep-ph/9903206 ”.
Phys. Lett. B, to appear(1999) -
18
P. Colangelo et al. - [ P. Colangelo, F. De Fazio](2)
“ RADIATIVE LEPTONIC B(C) DECAYS, e-Print Archive: hep-ph/9904363 ”.
(1999) -
19
P.Santorelli et al. - [E.Scrimieri](2)
“A semianalitycal method to evolve parton distributions”.
Phys. Lett. B , in corso di pubblicazione() -
20
D. Falcone et al. - [ P. Santorelli](4)
“PHENOMENOLOGICAL BOUNDS ON B TO LIGHT SEMILEPTONIC FORM-FACTORS.”.
Mod.Phys.Lett .A13(1998) 1845--852
21
P. Colangelo - [ P. Colangelo,](1)
“Conference Proceedings”.
Nucl. Phys. Proc. Suppl.64 (1998) 487-491
22
“Proc of Int. Conf. on Hyperons, Charm, Beauty”.
() -
23
F. De Fazio, - [ F. De Fazio] (1)
“Conference Proc.”.
Nucl.Phys.Proc.Suppl.65(1998) 185-188
24
P.Santorelli et al. - [E.Scrimieri](2)
“A semianalitycal method to evolve parton distributions”.
proceedings of "Corfu' Summer Institute on Elementary Particle Phisics -1998"() -
25
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi and A. Marrone](3)
“Upward-going muons and neutrino oscillations ”.
Phys. Rev. D57(1998) 5893-
26
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi, A. Marrone and D. Montanino](4)
“Zenith distribution of atmospheric neutrino events and electron neutrino mixing ”.
Phys. Lett. B425(1998) 341-
27
G.L. Fogli et al. - [G.L.Fogli, E.Lisi, D. Montanino, and G. Scioscia ](4)
“Status and prospects of MSW and vacuum oscillation solutions of the solar neutrino problem"
Proceedings of WIN'97, XVI International Workshop on Weak Interactions and Neutrinos, Capri,
Italy, June 1997, ed. by G. Fiorillo, V. Palladino, and P.Strolin ”.
Italy, June 1997, ed. by G. Fiorillo, V. Palladino, and P.Strolin, Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.)
66(1998) 315-
79
28
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi and D. Montanino](3)
“Discriminating MSW solutions to the solar neutrino problem with flux-independent information at
SuperKamiokande and SNO ”.
Phys. Lett. B434(1998) 333-
29
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi and D. Montanino](3)
“The solar neutrino problem after three hundred days of data at SuperKamiokande ”.
Astropart. Phys. 9(1998) 119-
30
G.L. Fogli et al. - [G.L.Fogli, E.Lisi, D. Montanino, and G. Scioscia ](4)
“Status and prospects of MSW and vacuum oscillation solutions of the solar neutrino problem”.
Italy, June 1997, ed. by G. Fiorillo, V. Palladino, and P.Strolin, Nucl. Phys. B (Proc. Suppl.)
66(1998) 359-
31
G. Fiorentini et al. - [G. Fiorentini, E. Lisi, S. Sarkar and F.L. Villante](4)
“Quantifying uncertainties in primordial nucleosynthesis without Monte Carlo simulations”.
Phys. Rev. D58(1998) 063506-
32
B. Faid et al. - [B. Faid, G.L. Fogli, E. Lisi, D. Montanino](4)
“Vacuum oscillations and variations of solar neutrino rates in SuperKamiokande and Borexino”.
Astropart. Phys. 10(1999) 93-
33
F.L. Villante et al. - [F.L. Villante, G. Fiorentini, E. Lisi](3)
“Solar neutrino interactions: using charged currents at SNO to tell neutral currents at
SuperKamiokande”.
Phys. Rev. D59(1999) 013006-
34
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi, A. Marrone, G. Scioscia](4)
“SuperKamiokande atmospheric neutrino data, zenith distributions and three flavour oscillations”.
Phys. Rev. D59(1999) 033001-
35
“Oscillation searches with laboratory neutrinos: theoretical aspects”.
Nucl. Phys. (Proc. Suppl.) 70(1999) 261-
36
E. Lisi et al. - [E. Lisi, S. Sarkar, F.L. Villante](3)
“The Big Bang nucleosynthesis limit on Nneutrino”.
Phys. Rev. D59(1999) 123520-
37
“SuperKamiokande data and atmospheric neutrino decay”.
Phys. Rev. D59(1999) 117303-
38
“Testing violations of special and general relativity through the energy dependence of νµ <--> ντ
oscillations in SuperKamiokande atmospheric neutrino experiment”.
hep-ph/9902267(1999) -
39
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi, A. Marrone, D. Montanino, G. Scioscia](5)
“Neutrino masses and mixing”.
Proceedings of "Physics in Collisions" (Frascati 1998) () p. 247-
40
“A phenomenological outlook on three flavour atmospheric neutrino oscillations”.
17th International Workshop on Weak Interactions and Neutrinos "WIN'99" (Cape Town, South
Africa, 1999), hep-ph/9904465() -
41
“Comments on atmospheric neutrinos oscillation scenarios with large νµ<--> νe transitions”.
hep-ph/9906450(1999) -
80
42
G.L. Fogli et al. - [G.L. Fogli, E. Lisi, D. Montanino, and G. Scioscia](4)
“Neutrino oscillations: A Phenomenological overview”.
Proceedings of DM97, 1st Italian Conference on Dark Matter, Trieste 1997, ed. by P.Salucci,
(Studio Ed. Fiorentino, Firenze, 1998), () p. 89-
43
D. Caroppo et al. - [S. Stramaglia] (2)
“Dynamics of neural networks with nonmonotonic neurons and adapting synapses”.
Physics Letters A246(1998) 55-60
44
D. Caroppo et al. - [M. Mannarelli, G. Nardulli, S. Stramaglia](2)
“Chaos in neural networks with a nonmonotonic transfer function”.
(1999) -
45
L. Angelini et al. - [M. Pellicoro. S. Stramaglia](3)
“Phase ordering in chaotic map lattices with conserved dynamics”.
Preprint BA-TH 247/99() -
46
E.N.M. Cirillo et al. - [E.N.M. Cirillo, G. Gonnella](3)
“Critical behaviour of the three-dimensional gonihedric Ising model”.
Nuclear Physics B - Proceedings supplements63(1998) 622-
47
G. Gonnella et al. - [G. Gonnella](3)
“Lattice Boltzmann simulations of lamellar and droplet phases”.
Physical Review E58(1998) 480-
48
F. Corberi et al. - [G. Gonnella, A. Lamura](3)
“Spinodal Decomposition of a binary mixture in an uniform shear”.
Physical Review Letters,81(1998) 3852-
49
E.N.M. Cirillo et al. - [E.N.M. Cirillo, G. Gonnella, S. stramaglia](3)
“Monte Carlo study of growth of striped domains”.
Il nuovo cimento20-12bis(1998) -
50
G. Gonnella et al. - [G. Gonnella](3)
“Phase separation in a two-dimensional fluid: the role of noise”.
Il nuovo cimento20-12bis(1998) -
51
P. Cea et al. - [L. Cosmai] (3)
“(Lambda Phi**4)_4 Theory on the Lattice: Evidence for a Nontrivial Rescaling of the Scalar
Condensate”.
() -
52
“SU(2) Vacuum Dynamics in Applied External Magnetic Field”.
() -
53
“First Lattice Evidence for a Nontrivial Renormalization of the Higgs Condensate”.
Mod. Phys. Lett.A13(1998) 2361-2368
54
P. Cea et al. - [L. Tedesco](2)
“Spontaneous Generation of Magnetic Field in Three-Dimensional QED at Finite Temperature”.
Phys. Lett.B425(1998) 2361-2368
55
A. Agodi et al. - [P. Cea , L. Cosmai](5)
“The (Lambda Phi**4)_4 Theory on the Lattice: Effective Potential and Triviality”.
Nucl. Phys. Proc. Suppl.63(1998) 637-639
56
“Unstable Modes and Confinement in the Lattice Schrodinger Functional Approach”.
Mod. Phys. Lett.A13(1998) 861-872
57
S. Pascazio - [S. Pascazio](1)
“Quantum Zeno effect and Berry phase”.
Path Integrals from peV to TeV(1999) 585-
81
58
P. Facchi et al. - [P. Facchi, S. Pascazio](2)
“Berry phase due to quantum measurements”.
Acta Physica Slovaca 49(1999) 671-
59
P. Facchi et al. - [P. Facchi, A. Mariano, S. Pascazio ](3)
“Winger function and coherence properties of cold and thermal neutrons”.
60
S. Pascazio et al. - [S. Pascazio, P. Facchi](2)
“Modifying the lifetime of an unstable system by an intense electromagnetic field”.
61
J. Rehacek et al. - [S. Pascazio](6)
“Testing of operational phase concepts”.
62
P. Facchi et al. - [P. Facchi, S. Pascazio, A. Scardicchio](3)
“Measurement-induced quantum diffusion”.
Physical Review Letters 83(1999) 61-
63
“La regola d'oro di Fermi”.
Bibliopolis (1999) -
64
“Deviation from exponential law and Van Hove's lambda^2t limit ”.
Physica A(1999) -
65
J. Rehacek et al. - [S. Pascazio](6)
“Testing of the quantum phase in matter wave optics”.
Physical Review A(1999) -
66
K. Machida et al. - [S. Pascazio](5)
“Reflection and transmission in a neutron spin test of the quantum Zeno effect ”.
Physical Review A(1999) -
67
P. Facchi et al. - [P. Facchi, S. Pascazio, A. Scardicchio](3)
“Quantum chaos induced by measurements”.
Symposium on ``Mathematical Aspects of Quantum Information and Quantum Chaos"(1999) -
68
M. Namiki et al. - [S. Pascazio](3)
“Decoherence and Quantum Measurements”.
World Scientific, Singapore(1998) -
69
Z. Hradil et al. - [S. Pascazio](5)
“Infinitely frequent measurements and quantum Zeno effect ”.
Physics Letters A239(1998) 333-
70
“Temporal behavior and quantum Zeno region of an excited state of the hydrogen atom ”.
Physics Letters A241(1998) 139-
71
P. Facchi et al. - [P. Facchi, S. Pascazio ](2)
“Duration of the quantum ``Zeno" region for an excited state of the hydrogen atom ”.
World Scientific, Singapore(1998) 512-
72
H. Nakazato et al. - [S. Pascazio ](2)
“Two-level system interacting with a noisy environment ”.
in corso di stampa su Journal of Superconductivity(1999) -
73
S. Pascazio - [S. Pascazio](1)
“Dissipation in quantum mechanics: a solvable model”.
Quantum Probability Communications X(1998) 285-310
82
74
M. Namiki et al. - [S. Pascazio](3)
“Time symmetry and quantum dephasing ”.
Symmetries in Sciences X(1998) 315-
75
S. Pascazio et al. - [S. Pascazio](3)
“Temporal behavior of quantum systems and quantum Zeno effect ”.
Symmetries in Sciences X(1998) 337-
76
R. Blasi et al. - [R. Blasi, S. Pascazio](3)
“Particle tracks and the mechanism of decoherence in a model bubble chamber”.
Physics Letters A250 (1998) 230-
77
S. Pascazio et al. - [S. Pascazio ](2)
“Hindered decay of an unstable system: A quantum Zeno effect”.
Pramana Journal of Physics 51(1998) 577-
78
H. Rauch et al. - [S. Pascazio](3)
“Decoherence, dephasing and depolarization”.
Physica B267-268 (1999) 277-
79
“Berry phase from quantum Zeno effect”.
Physics Letters A257 (1999) 232-
80
N.Cufaro Petroni et al. - [](3)
“Exact solutions of Fokker-Planck equations associated to quantum wave functions”.
Phys.Lett.A 245(1998) 1-
81
“Controlled quantum evolutions and transitions ”.
preprint, submitted for publication in J.Phys.A(1999) -
82
“Non-equilibrium densities of Nelson processes ”.
in "New perspectives in the physics of mesoscopic systems", S.De Martino et al. Eds., World
Scientific(1997) 59 -
83
N.Cufaro Petroni - [](1)
“Asymptotic behaviour of densities for Nelson processes ”.
in "Quantum communications and measurement", V.P.Belavkin et al. Eds., Plenum Press(1995) 43-
84
“Quantum mechanical states as attractors for Nelson processes ”.
Found.Phys. 25(1995) 297-
85
“On the series of Fermi random variables ”.
Memorie di Matematica e Applicazioni, Rendiconti dell'Accademia Nazionale delle Scienze detta dei
XL113° (1995) 273-
86
“Entangled States and Factorized States in PDC Sources”.
Fortschr. del Physics46(1998) 663-
87
G.M.D'Ariano et al. - [A. Garuccio](4)
“Tomographic Test of Bell's Inequality”.
() -
88
G.M.D'Ariano et al. - [A.Garuccio](4)
“Homodying Bell's Inequality”.
Proceeding of 4th conference "Quantun Communication, Measurement and Computing" Evanston,
Illinios,1998() -
83
89
A. Garuccio - [A.Garuccio](1)
“Entangled States and the Compatibility Between Quantum Mechanics and Relativity”.
"Open Questions in Relativistic Physics", ed. F. Selleri, Apeiron, Montreal (1998)(1998) -
90
M. Gasperini - [M. Gasperini](1)
“Repulsive gravity in the very early Universe”.
Gen. Rel. Grav.30(1998) 1703-
91
“Low-energy quantum string cosmology”.
Int. J. Mod. Phys. A13(1998) 4779-
92
R. Brustein et al. - [M. Gasperini](3)
“Duality in cosmological perturbation theory”.
Phys. Lett. B431(1998) 277-
93
R. Durrer et al. - [M. Gasperini](4)
“Massless (pseudo-)scalar seeds of CMB anisotropy”.
Phys. Lett. B436(1998) 66-
94
M. Gasperini - [M. Gasperini](1Birth of the Universe in string cosmology,)
“Birth of the Universe in string cosmology”.
in Proc. of the Euroconference "Fourth Paris Cosmology Colloquium", ed. by H. J. De Vega and
N. Sanchez (World Scientific, Singapore, 1998), p.85.() -
95
M. Gasperini et al. - [M. Gasperini](4)
“Evolution of a string network in backgrounds with rolling horizons”.
in "String theory in curved space times", edited by N. Sanchez (World Scientific, Singapore, 1998)
p. 49.() -
96
M. Gasperini et al. - [M. Gasperini](2)
“Von-Neumann and Shannon-Wherl entropy for squeezed states and cosmological particle
production”.
p. 249.() -
97
“Relic gravitons from the pre-big bang: what we know and what we do not know”.
p. 333.() -
98
R. Foadì et al. - [F.Selleri](2)
“Quantum mechanics vs. local realism for neutral kaon pairs”.
Phys. Rev. A, submitted(1999) -
99
J.R. Croca - [F. Selleri] (1)
“Is the one-way velocity of light measurable?”.
Nuovo Cim. B(1999, in print) -
100
A.Pompili et al. - [F.Selleri](2)
“On a possible EPR experiment with B°B° pairs”.
Eur. Phys. Journ. submitted(1999) -
101
F. Selleri - [](1)
“On a physical and mathematical discontinuity in relativistic theory”.
Open questions in relativ. Phys.(1998) 69-
102
F. Selleri - [F. Selleri] (1)
“Einstein-Podolsky-Rosen paradox for the phi->K°K°bar decay”.
Phenomenology of unif. from present to puture(1998) 267-
103
R. Foadì et al. - [F.Selleri](2)
“Quantum mechanics vs. local realism and a recent experiment on K°K° pairs”.
Phys. Lett. B, submitted(1999) -
84
5 Ricerche tecnologiche
1
“Identification of acoustic signals by artificial neural networks ”.
in "Mathematical theory of networks and systems" (MTNS-98), A.Beghi et al Eds.(Il Poligrafo,
1998) p. 925-
2
“Self-organizing Neural Nets and the Perceptual Origin of the Circle of Fifths ”.
in "Music, Gestalt and computing" M.Leman Ed.(Springer, 1997) p.169 -
3
“Regression functions by neurocomputing ”.
preprint(1996) -
4
“Identification of acoustic signals by artificial neural networks ”.
in "Mathematical theory of networks and systems" (MTNS-98), A.Beghi et al Eds(Il Poligrafo,
1998) p. 925-
5
“Neural networks and pitch detection in random acoustic signals ”.
Proceedings di "Engeneering Applications of Artificial Neural Networks", 21-23 agosto,
Helsinki-Otaniemi, A.B.Bulsari et al. Eds.(1995) p. 389-
6
“Self-organizing Neural Nets and the Perceptual Origin of the Circle of Fifths ”.
in "Music, Gestalt and computing", M.Leman Ed.(Springer, 1997) p. 169-
7
“Detection of pitch in random acoustic signals by neural networks ”.
J.New Mus.Res.23(1994) 369-
8
“Regression functions by neurocomputing ”.
preprint(1996) -
9
“Neural networks and pitch detection in random acoustic signals ”.
Proceedings di "Engeneering Applications of Artificial Neural Networks", A.Bulsari et al. Eds.,
Helsinki-Otaniemi, 21-23 agosto(1995) p. 389-
10
“Detection of pitch in random acoustic signals by neural networks ”.
J.New Mus.Res.23(1994) 369-
11
“Controlled quantum evolutions and transitions ”.
preprint, submitted to J.Phys.A (1999) -
12
“Quantum-like behaviour and semiclassical collective dynamics for charged beams inferred from
classical stochastic fluctuations ”.
preprint (1999) -
13
“Stochastic control of beam Dynamics ”.
Contributo alla conferenza EPAC’98, Stockholm, 22-26 giugno(1998) -
85
14
“A stochastic model for the semiclassical collective dynamics of charged beams in particle
accelerators ”.
Contributo alla conferenza Quantum Aspects of Beam Physics, Monterey (USA), 4-9 gennaio(1998)
-
15
L. Tecchio - [T. Clauser, G.V. Lamanna, V. Stagno, V. Variale](CSR collaboration)
“A Storage Ring for Crystalline beams and other applications”.
Nucl. Phys. A 626(1997) 583-588
16
“Ion Beam Crystallization”.
Hyperfine Interactions 108(1997) 355-
17
“A Storage Ring for Crystalline Beam Studies”.
Nuc. Inst. and Meth.A 391(1997) 147-
18
A. Boggia et al. - [A. Boggia, G. Brautti, P.A. Errico, A. Rainò, V. Stagno, V. Valentino, V. Variale](7)
“Study of a trapped ion source. (Contribution for EPAC98 Conference - Stockholm 1998”.
() -
19
B. Yang et al. - [G.V. Lamanna, V. Variale](7)
“Blow-up Rate of Envelope Instability of a Cold Beam in a Storage Ring”.
Phys. Plasmas3(1996) 2-
20
A. Boggia et al. - [A. Boggia, G. Brautti, A. Rainò, V. Stagno, V. Valentino, V. Variale](6)
“Trapped ion source. (Contribution for PAC 97 Conference - Vancouver 1997)”.
() -
21
N. Atutov et al. - [T. Clauser, G.V. Lamanna, V. Stagno, V. Variale](16)
“White light laser cooling at the TSR”.
Hyperfine Interactions115(1998) 47-
22
T. Clauser et al. - [T. Clauser, D. Diacono, G.V. Lamanna, V. Stagno, V. Variale](12)
“Monte Carlo simulation of a stroboscopic laser diagnostic of ordered ion beams in a storege ring”.
Hyperfine Interactions115(1998) 23-
23
N. Atutov et al. - [T. Clauser, D. Diacono, G.V. Lamanna, V. Stagno, V. Variale](12)
“Simulation of a Laser Diagnostics to Detect the String Configuration of an Ion Beam in a Storage
Ring”.
NIM A (accepted for publication)(1999) -
24
T. Khiara et al. - [ G.V. Lamanna](6)
“Study of Three-dimensional Laser Cooling Method Based on Resonant Linear Coupling”.
Phys. Rev. E (accepted for publication)(1999) -
25
V. Nassisi et al. - [A. Rainò and V. Stagno] (6)
“Emission and emittance measurements of electron beams generated from metal and diamond
photocathodes”.
SPIE ( 2nd Gr-I Intern. Conference on Laser Techn. Appl. June 1997)), 3423(1998) 253-257
26
V. Nassisi et al. - [ A. Rainò] (5)
“Emission and emittance measurements of electron beams generated from Cu and diamond
photocathode”.
J. Appl. Phys.84(1998) 2268-2271
27
A.V. Aleksandrov et al. - [G.V. Lamanna](7)
“Performance of a Radio-Frequency-Based Streak Camera”.
Proceeding of Particle Accelerator Conference (PAC 99 - New York)(1999) -
28
G.V. Lamanna et al. - [G.V. Lamanna](3)
“Test of a Radio-Frequency Quadrupole Cold Model”.
Proceeding of Particle Accelerator Conference (PAC 99 - New York)(1999) -
86
29
A.V. Aleksandrov et al. - [G.V. Lamanna](7)
“Operating Experience with Radio Frequency Based Streak Camera”.
Rev. Scie. Inst. (accepted for publication)(1999) -
30
G.Lattanzi et al. - [G.Lattanzi, G.Nardulli](3)
“A neural network with permanent and volatile memory”.
Modern Phys. Lett. B11(1997) 1037-1045
31
D. Caroppo et al. - [M. Mannarelli, G. Nardulli ] (4)
“Chaos in Neural Networks with non-Monotone Transfer Function, Bari Th-preprint, accepted for
publication.”.
Phys Rev. E(1999) -
32
G. Lattanzi et al. - [G. Lattanzi, G. Nardulli](4)
“G. Pasquariello, S. Stramaglia, Stochastic Learning in a Neural network with Adapting Synapses ”.
Phys. Rev. E 56(1997) 4567-4575
33
G. Lattanzi et al. - [G. Nardulli](4)
“Stochastic Learning in a Neural network with Adapting Synapses”.
Phys. Rev. E 56(1997) 4567-
34
T. Maggipinto, et al. - [T. Maggipinto, G. Nardulli] (8)
“Role of Neural Networks in the Search of the Higgs Boson at LHC”.
Phys. Lett. B 409 (1997) ) 417-425
6 Fisica planetaria con tecniche spaziali
1
G. Sylos Labini et al. - [S. Samarelli, G. Pasquariello, G. Nico, A. Refice, J. Béquignon](6)
“Integrating SAR Data into Geographical Information Systems (GIS)”.
ESA Bulletin93(1998) 73-75
2
G. Sylos Labini et al. - [S. Samarelli, G. Pasquariello, G. Nico, A. Refice, J. Béquignon](6)
“Ready-to-use GIS information from remotely sensed SAR data”.
GIS Technologies and their Environmental Applications(1998) 261-268
3
G. Nico et al. - [M. Pappalepore, G.Pasquariello, A. Refice, S. Samarelli](5)
“Comparison of SAR Amplitude vs. Coherence Flood Detection Methods - A GIS Application”.
International Journal of Remote Sensing(1999) -
4
M.T.Chiaradia et al. - [L.Guerriero, A. Refice, G.Pasquariello, G. Satalino, S.Stramaglia](6)
“Phase Unwrapping as an Ill-Posed Problem: Performance Comparison Between a Neural Network
Based Approach and a Stochastic Search Method”.
Proceedings of SPIE's 43rd Annual Meeting(1998) 2-11
5
L. Guerriero et al. - [ G. Nico, G.Pasquariello, and S.Stramaglia] (4)
“New Regularization Scheme for Phase Unwrapping”.
Applied Optics37(1998) 3053-3058
6
A. Refice et al. - [M.T.Chiaradia, L.Guerriero, G. Nico, P. Blonda, G.Pasquariello, G. Satalino, S.Stramaglia, N.
Veneziani](9)
“Local and global strategies for InSAR phase unwrapping”.
proceedings of EOS-SPIE Symposium on Aerospace Remote Sensing V(1998) -
7
S.Stramaglia et al. - [S.Stramaglia, L.Guerriero, G.Pasquariello, N. Veneziani](4)
“Mean Field annealing for Phase Unwrapping”.
Applied Optics38(1999) 1377-1383
8
M.T.Chiaradia et al. - [M.T.Chiaradia, A.Refice, G. Satalino, S.Stramaglia, N. Veneziani](5)
“Weights Determination for Minimum Cost Flow InSar Phase Unwrapping”.
IGARSS'99 Hamburg Germany(1999) -
9
P. Blonda et al. - [L. Guerriero, M. Parise, A.Refice, G. Satalino, J. Wasowski](6)
“Application of SAR Interferometry Techniques To Landslide Monitoring”.
European Geophysical Society 24th General Assembly() -
87
10
D. Casarano et al. - [G. Buono, F. Paparella, F. Posa, V. Sabatelli](5)
“Scattering from bare soils: C-band multipolarization scatterometer measurements”.
SPIE Procedings3497(1998) 55-66
11
C. Elachi et al. - [F. Posa] (23)
“Radar: the Cassini Titan radar mapper”.
Space Science Reviews(1999) -
12
D. Casarano et al. - [V. Corona, F. Posa](3)
“Cassini Radar: Simulation of Electromagnetic scenarios for Titan surface”.
SPIE Proceedings(1999) -
13
D. Casarano et al. - [G. Buono, F. Paparella, F. Posa, V. Sabatelli](5)
“An FM-CW scatterometer radar: design, implementation and use on natural surfaces”.
Alta Frequenza(1999) -
14
Verrone, G. - []( 1)
“La connessione della rete locale del Gargano alla rete permanente italiana GPS”.
Geodesia Spaziale nel Mediterraneo, Mureddu,L., Banni A., Eds Staz. Astron. Cagliari(1998) 87-91
15
Verrone, G. - []( 1)
“The Gargano promontory network connection to the ASI permanent network.”.
Proc.Workshop on the Italian GPS Permanent Network ASI, Vespe, F., Fermi M., eds(1999)
117-122
7 Didattica e storia della fisica
1
M. Tarantino - [M. Tarantino](1)
“Exploring the observable: Logical, pragmatic, semantic and linguistic frames in science”.
Unesco ALSED-LSP Newsletter 21(1998) 4-25
2
“Words and their meaning in a constructivistic approach to scientific writing”.
in Language and ideology - Selected papers from the 6th International Pragmatics Conference (Ed. J.
Verschueren)vol 1(ANTWERP: IPrA 1999) 560-576
3
“EST: Dispassionate Discourse and the Discreet Presence”.
READER - English for specific purposes (Ed. Uta Thurmer - Leipzig : WLV)(1998) 40-45
4
V. Picciarelli et al. - [M. Di Gennaro, M. Basta] (3)
“A desktop apparatus to study rolling motion”.
in stampa su Phys. Teach.(1999) -
5
M. Basta et al. - [V. Picciarelli, R. Stella](3)
“A simple experiment to study parabolic surface”.
in stampa su Phys. Teach.(1999) -
6
“Il concetti di funzione di correlazione nelle ricerche intorno alla localita' di Einsten”.
() -
88
Sommario
Il Dipartimento Interateneo Di Fisica di Bari
Presentazione
3
Organi del Dipartimento
5
Attività di Ricerca
1. Ricerche sperimentali in Fisica delle particelle
A. Esperimenti con acceleratori e bersagli fissi
Ricerca di Plasma di Quark e Gluoni (esp. CERN WA97,NA57)
Ricerca di oscillazioni di neutrino (esp. CHORUS).
Ricerca di oscillazioni di neutrino con rivelatori a grande distanza (LBL)
Ricerca di oscillazioni di neutrino su lunga base (CERN-LNGS)
B. Esperimenti con acceleratori con fasci collidenti
Annichilazione e+e- all'energia della Z° ed oltre, a LEP (esper. ALEPH).
Fisica delle Alte Energie a LHC (Large Hadron Collider) con l'apparato CMS (Compact Muon
Solenoid).
Ricerca di risonanze esotiche in annichilazioni protone-antiprotone a LEAR/CERN (esp.
JETLEAR)
Studio della violazione di CP e fisica dei quark pesanti alla B-factory di SLAC (esperimento
BABAR)
Studio della violazione di CP nei decadimenti del K° (esp. KLOE)
C. Esperimenti su particelle di origine cosmica
Studi sulla radiazione cosmica in laboratori sotterranei
WIZARD: Misura dei flussi di antimateria nei raggi cosmici primari (voli con pallone del 1991,
1993, 1994, 1997, 1998) (esperimento WIZARD).
Esperimenti NINA e PAMELA: Flussi di antimateria fuori dell'atmosfera.
Reti neurali e fisica dei Raggi Cosmici.
NEMO: Studio di fattibilità di un telescopio per neutrini astrofisici di alta energia
2. Fisica del nucleo
Multiframmentazione di nuclei ad energia intermedia (Esp. OUVERTURE)
Dinamica delle reazioni dissipative (Esp. RIPEN3)
Fisica degli ipernuclei a DAFNE (Esp. FINUDA)
Sorgenti di Neutroni per la Terapia con Cattura Neutronica del Boro (Esp. SOLONE)
Interazioni fra nuclei pesanti ultra-relativistici ad LHC (esp. ALICE)
Reazioni Nucleari indotte da neutroni su nuclei leggeri (C,N,O,H) - In situ Gamma-ray
spectroscopy (Esp. EXPLODET)
Studio del meccanismo di spread di configurazioni semplici di modello a shell in particolari
nuclei deformati (esp. SPREAD)
Costruzione di rivelatori di piano focale per spettrometri magnetici in sala A dell'acceleratore
CEBAF in Virginia (esp. ELETTRO)
Costruzione di un rivelatore RICH con radiatori a aerogel e gas C4F10 presso lo spettrometro
HERMES del laboratorio DESY di Amburgo (exp.NUCSPIN1)
3. Fisica della materia condensata
Tecniche ottiche innovative per applicazioni ambientali: "Sensori fotoacustici per il controllo
ambientale" ( Progetto Sud-FESR/INFM).
7
8
8
9
10
10
12
12
12
13
14
15
16
16
18
18
19
19
20
21
22
23
23
24
89
Tecniche ottiche innovative per biomedicina. Sottoprogetto "Ossimetria non invasiva"
(Progetto Sud-FESR/INFM).
Tecniche ottiche innovative per applicazioni industriali. Sottoprogetto "Sensori per saldatura" (Progetto Sud - FESR/INFM).
Long wavelength infrared superlattice lasers. Progetto di Ricerca Avanzato INFM.
Emissione laser nel medio infrarosso in semiconduttori drogati con ioni di metalli di
transizione (Progetto Integrato CNR).
Studio di propagazione ed interazione di solitoni spaziali in materiali del secondo e terzo
ordine. Progetto PAIS - INFM
Riduzione del rumore quantistico nei sistemi ottici a semiconduttore. Progetto PAIS - INFM.
Azione laser in microstrutture a polimeri coniugati pompate otticamente. Progetto PAIS INFM.
Solitoni Spaziali in semiconduttori per la trattazione ottica dell'informazione.
Fenomeni ottici non lineari nei semiconduttori II-VI a confinamento quantistico.
Dinamica del rilassamento ultraveloce dei portatori liberi e dei fononi fuori equilibrio in
eterostrutture bidimensionali di semiconduttori III-V ed in materiali monodimensionali
composti basati su nanocristalli semiconduttori o metallici in un dielettrico trasparente.
(Progetto Galileo Internazionale.)
24
Tecnologia del Quasi-Phase-Matching in guida d'onda di LiNbO 3 per processi di chi(2) in
cascata, e per duplicazione di frequenza nel blu(Progetto Finalizzato CNR "MADESS").
Studio delle proprietà ottiche nonlineari di materiali organici
Misure Raman e Dial di vapor d'acqua atmosferico e validazione dati da satellite. Sviluppo di
tecniche spettroscopiche per la misura di parametri atmosferici .Sottoprogetto: Tecniche
fotoacustiche per l'analisi di gas. Progetto ASI:
Studio sperimentale e teorico di configurazioni per la formazione di strutture solitoniche in
materiali chi3 e chi2 (Teoria). Progetto Murst cofinanziato
Tecniche di Remote Sensing Ottico per il Monitoraggio Ambientale
Sorgenti Entangled in Interferometria a Coniugazione Ottica di Fase
Studio del danneggiamento da radiazione di rivelatori al Silicio.
Studio delle proprietà optoelettroniche di nanostrutture di semiconduttori II-VI e III-V.
Studio delle proprietà ottiche ed elettriche di materiali semiconduttori polimerici.
Proprietà ottiche e strutturali di film sottili e monocristalli di Fullerene
Effetti di localizzazione in Super-reticoli disordinati.
Films di Semiconduttori II-VI depositati con la tecnica "laser ablation" e con tecniche fisiche.
Proprietà di trasporto e stabilità di film di Silicio amorfo e microcristallino.
Contenuto di Radon ed altri gas nelle acque sotterranee.
Emissioni elettromagnetiche e disturbi nelle onde radio LF e VLF
4. Fisica teorica
Fenomenologia delle teorie di campo
Fisica elettrodebole di precisione
Fisica delle oscillazioni di neutrino
Approcci non perturbativi per sistemi con un numero infinito di gradi di libertà. Applicazioni a
modelli di Meccanica Statistica.
Meccanica statistica di sistemi complessi: aspetti dinamici e di equilibrio.
Teorie di Campo non Perturbative
Comportamento temporale dei sistemi quantistici, ottica neutronica e caos.
Algoritmo di calcolo di integrali funzionali
Equazione di Helmholtz
32
25
25
26
27
28
29
29
30
31
33
33
34
34
35
36
36
37
37
38
38
39
39
40
41
42
42
43
43
44
44
45
45
90
Meccanica Stocastica
Stati entangled e disuguaglianze di tipo Bell per osservabili tricotomiche
Cosmologia di stringa
Paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen in fisica delle particelle
Fondamenti di fisica relativistica
La meccanica di BOHM
Elaborazione di Segnali Acustici e Reti Neurali
Controllo della dinamica dei fasci di particelle negli acceleratori.
Electron Beam Ion Source (EBIS) per un "charge state breeder"
Studio dell'interazione laser-atomi e misure con la trappola TIS
Sorgente laser di ioni
Trasmutazione di scorie radioattive utilizzando un acceleratore di protoni
Costruzione di un TRD veloce per fasci di alta energia
Reti neurali e fisica delle alte energie.
BAPHOR (Collaborazione Bari, Roma, Padova).
RD19 - Sviluppo di rivelatori ibridi a pixel al silicio, per l'impiego nei futuri acceleratori.
6. Fisica planetaria con tecniche spaziali
Interferometria Radar per osservazioni planetarie
Estrazione di parametri geofisici da immagini SAR multipolarimetriche e multifrequenza.
Telerilevamento con microonde (sezione strumentale)
Determinazione dei moti crostali a scala locale e regionale, con la tecnica spaziale GPS
nell'area del Mediterraneo.
7. Didattica e storia della fisica
I componenti del rapporto scientifico: funzione semantica ed organizzazione formale
Didattica della Fisica
Storia della fisica teorica italiana dal '45 al '65
Costituzione di un sistema integrato dei musei scientifici di Ateneo
46
46
47
47
48
49
50
50
51
51
52
53
53
54
54
55
56
57
60
61
62
62
63
8. Pubblicazioni
1A. Ricerche Sperimentali in Fisica delle Particelle. Esperimenti con acceleratori e bersagli fissi
1B. Ricerche Sperimentali in Fisica delle Particelle. Esperimenti con acceleratori con fasci
collidenti
1C. Ricerche Sperimentali in Fisica delle Particelle. Esperimenti su particelle di origine cosmica
2. Fisica del Nucleo
3. Fisica della Materia Condensata
4. Fisica teorica
6. Fisica Planetaria con tecniche spaziali
7. Didattica e storia della Fisica
64
70
72
74
78
85
87
88
Sommario
89
64
91

684 kB - Dipartimento Interateneo di Fisica

Transcript

Documenti analoghi

Provincia di Bari - Città Metropolitana di Bari

F.to Prof. Salvatore Vitale Nuzzo

smarrimento libretto sanitario

Evento prof. Tonelli

Presa di servizio neo trasferiti 01_09_2016

Brochure - Geophysical Applications Processing GAP srl

Ing. Lorenzo Ranieri Vice Presidente vicario È nato a Bari il 7 luglio

WHAT ACTUALLY HAPPENS WHEN GRANULAR MATERIALS

Scarica

Scheda SEAP - Città Metropolitana di Bari