Mario Edoardo Bertaina Dipartimento di Fisica Via P. Giuria 1 -10125 Torino Tel. 011-670.7492, Fax 011-670.7497 E-mail: bertaina@to.infn.it Ubicazione ufficio: Edificio Nuovo - 4 Piano - Stanza D12 Orario di ricevimento: WEB PAGE IN: ENGLISH

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• La mia attivita' di ricerca e' prevalentemente nel campo della fisica dei raggi cosmici di alta ed altissima energia, pero' al tempo stesso con importanti connotati di inter-disciplinarita', toccando aspetti che vanno dall'astrofisica alle interazioni fondamentali, dalle tecnologie avanzate alla fisica dell'ambiente. In questo contesto affronto tematiche relative all'osservazione di neutrini cosmogenici e alla ricerca di particolari forme di materia oscura.
  In questo momento sono coinvolto principalmente in due esperimenti con i quali si studiano i raggi cosmici alle energie ultra-alte: JEM-EUSO ed Auger. Nel contempo pero' seguo altri progetti su tematiche differenti ma collegate ai precedenti attraverso l'applicazione di tecnologie o metodologie di carattere astro-particellare in altri settori.
  (Guarda il video1 che racconta il viaggio di un raggio cosmico alle energie estreme prodotto in un AGN e che arriva fino a Terra dove viene osservato mediante un apparato per la misura di raggi cosmici, nel caso specifico l'esperimento Pierre Auger Observatory.)
  
  

  • Pierre Auger Observatory (studio dei raggi cosmici primari ad energie superiori a 10¹⁷ eV )

    Lo scopo dell'osservatorio Pierre Auger nella pampa argentina e' lo studio dei raggi cosmici primari ad energie superiori a 10¹⁷ eV .
    L'intervallo energetico tra i 10¹⁷ e i 10¹⁹ eV e' particolarmente interessante in quanto recenti teorie prevedono che la transizione dalla radiazione di origine galattica a quella di origine extra-galattica avvenga proprio in questo range.
    Ad energie superiori il flusso decresce ulteriormente raggiungendo valori dell'ordine di una particella per km² per secolo per energie maggiori di 5x10¹⁹ eV a causa dell'interazione dei raggi cosmici primari con la radiazione di fondo. Nonostante cio' questo e' proprio il range di energie dove si spera di individuare le sorgenti astrofisiche dei raggi cosmici grazie al fatto che essi sono poco deflessi dai campi magnetici galattici ed extra-galattici.
    L'esperimento Auger si estende per ben 3000 km² nella pampa argentina ed e' costituito sia da un array di rivelatori di superficie che osservano l'emissione di luce Cherenkov prodotta dalle particelle dello sciame atmosferico esteso che li attraversano, sia da telescopi per la rivelazione della luce di fluorescenza prodotta dagli sciami stessi. L'esperimento Auger che prende dati dai primi anni 2000 e' in fase di upgrade con l'obbiettivo di rimanere in presa dati fino al 2025. Costituisce il piu' grande esperimento al mondo per l'osservazione di raggi cosmici ed e' una collaborazione di 18 Paesi.
    (Guarda il video2 sul principio di osservazione di un raggio cosmico da parte dell'Osservatorio Pierre Auger.)
    
    
    

  • JEM-EUSO Program (studio delle problematiche di fisica cosmica, astrofisica, fisica fondamentale e neutrinica alle energie di 10²⁰ eV; osservazione di fenomeni atmosferici quali meteore e lightning; caratterizzazione della copertura nuvolosa a livello planetario e studio delle interazioni spazio-atmosfera)

    (scarica il pamphlet esplicativo e/o guarda il movie esemplificativo sull' aggancio del telescopio alla stazione spaziale )
    Lo scopo del programma JEM-EUSO (Extreme Universe Space Observatory) e` rivelare e studiare i raggi cosmici ad energie superiori al GZK cutoff, circa 10²⁰ eV, ovvero l'energia al di sopra della quale le particelle iniziano ad interagire con i fotoni della radiazione di fondo (2.7 K). Ad energie superiori a circa 10²⁰ eV i raggi cosmici non sono piu' deflessi in modo significativo dai campi magnetici galattici e possono quindi indicare direttamente la sorgente che li ha prodotti. Diventa cioe' possibile incominciare a fare astronomia utilizzando oltre alla radiazione luminosa, anche i raggi cosmici. L'obiettivo finale del programma JEM-EUSO e' di raccogliere in 3-5 anni di presa dati, circa 1000 eventi di energia superiore a 5x10¹⁹ eV , cioe' almeno un ordine di grandezza in piu' rispetto agli attuali esperimenti da Terra come Auger. Sara' quindi possibile cercare di dare una risposta se l'origine dei raggi cosmici piu' energetici abbia luogo in Gamma-ray Burst, Nuclei Galattici Attivi, pulsar o collisioni recenti dei buchi neri centrali super massicci di Radio Galassie.
    Accanto ai raggi cosmici, JEM-EUSO potra' studiare anche i neutrini della stessa energia. Nessun evento e' stato sinora osservato alle energie estreme a causa della bassissima probabilita' di interagire con gli attuali rivelatori di massa limitata. JEM-EUSO potrebbe osservare questi neutrini alle energie estreme, poiche' l'intera atmosfera della Terra costituisce un bersaglio sufficientemente massiccio da permettere l'interazione e dunque l'osservazione di qualche evento all'anno. Grazie al suo enorme campo di vista JEM-EUSO potra' ricercare particolari forme di materia oscura o strana quai i nucleariti che sono stati postulati in passato ma mai osservati finora. Si tratta cioe' di nuclei contenenti quark strange che potrebbero essere stati creati durante la vita dell'universo e che potrebbero pervaderlo. Nel caso non vengano rivelati comunque JEM-EUSO potra' mettere limiti molto piu' stringenti sul loro flusso rispetto a quanto fatto sinora.
    JEM-EUSO si prefigge inoltre ulteriori obbiettivi scientifici di carattere esplorativo che vanno da problematiche di fisica fondamentale, a quelle di carattere astrofisico o planetologico, dalla fisica dell'atmosfera a quella del clima . Infatti, mediante i dati acquisiti dall'esperimento si potra' cercare di ricavare informazioni utili sulla struttura del campo megnetico galattico ed extragalattico locale, nonche' testare la relativita' e le leggi della fisica fondamentale ad energie di diversi ordini di grandezza superiori a cio' che si puo' fare con le macchine acceleratrici quali LHC. Per cio' che concerne la planetologia sara' possibile fare un vero e proprio inventario e distribuzione in size dei meteoroidi interplanetari presenti nel sistema solare, dei fenomeni di impatto dei meteoriti e dell'interazione delle loro polveri con le nuvole e delle loro proprieta' radiative in atmosfera. Per cio' che riguarda fenomeni di carattere piu' propriamente atmosferico si potra' fare un monitoraggio della copertura nuvolosa e della trasparenza dell'aria, valutando inoltre il top, la profondita' e altre proprieta' delle nuvole. Si potra' cercare di fare passi avanti sulla comprensione delle interazioni spazio-atmosfera e di eventuali cambiamenti climatici ad esse collegati, sulla conoscenza dei sistemi convettivi alla mesoscala, nonche' monitorare le distribuzioni di aerosol nella bassa atmosfera, stabilendo il loro ruolo nel provocare fenomeni temporaleschi. Infine sara' possibile monitorare e cercar di comprendere l'origine di transienti luminosi quali elfi, sprites e flash gamma di origine terrestre.
    Il programma JEM-EUSO si articola in missioni molto diverse sia da Terra ( EUSO-TA in Utah), che su pallone stratosferico ( EUSO-Balloon , EUSO-SPB ed EUSO-SPB2) che con esperimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale ( Mini-EUSO , K-EUSO ) o su satellite ( TUS , POEMMA ). Alcuni di essi sono in presa dati (EUSO-TA e TUS), di altri sono in corso le analisi (EUSO-Balloon ed EUSO-SPB), altri sono in fase di realizzazione (Mini-EUSO ed EUSO-SPB2), altri ancora sono in fase di disegno (K-EUSO e POEMMA).
    
    
    
  • Altri progetti:

    EEE : Il Progetto EEE - La Scienza nelle Scuole

    Il progetto EEE consiste in una speciale attivita' di ricerca, in collaborazione con il CERN, l'INFN e il MIUR, sull'origine dei raggi cosmici, condotta con il contributo determinante di studenti e docenti degli Istituti Scolastici Superiori.
    In ciascuna delle scuole aderenti al Progetto viene costruito un "telescopio" fatto con i piu' moderni e avanzati rivelatori di particelle (Multigap Resistive Plate Chambers, MRPC), da mettere in coincidenza tramite strumentazione GPS con i telescopi di altre scuole allo scopo di rivelare i muoni cosmici e gli sciami estesi, grandi anche quanto intere cittadine o più, prodotti dai raggi cosmici primari di piu' alta energia.
    Il Dipartimento di Fisica e la Sezione INFN di Torino ospiteranno la stazione di EEE che fa riferimento all'Istituto Scolastico Gobetti-Segre'. Questa stazione attualmente in fase di allestimento entrera' nella rete di stazioni di Torino e di tutta Italia.
    Pur trattandosi di un esperimento con una finalita' e valenza principalmente educativa EEE rappresenta un array di detector grande come tutta l'Italia e quindi in grado di misurare eventuali eventi di raggi cosmici che rilasciassero segnali in coincidenza su vasti territori. Si tratta quindi di un occhio vigile alla ricerca di eventi mai osservati di energia estrema. In questo contesto EEE rappresenta una meteodologia complementare ad Auger e JEM-EUSO per studiare l'universo estremo attraverso i raggi cosmici.
    

    PRISMA : Prima Rete per la Sorveglianza sistematica di Meteore e Atmosfera

    Il progetto PRISMA prevede la realizzazione di una rete italiana di camere all-sky per l'osservazione di meteore brillanti (fireball e bolidi), al fine di determinare le orbite degli oggetti che le provocano e delimitare con un buon grado di approssimazione le aree dell'eventuale caduta di frammenti per poter recuperare le meteoriti. Il monitoraggio sistematico della copertura nuvolosa e dell'attivita' elettrica sara' usato per la validazione di modelli meteorologici. I dati raccolti in maniera sistematica contribuiranno al perfezionamento dei modelli di interazione dei corpi cosmici con l'atmosfera che a tutt'oggi presentano ancora molte lacune a causa della mancanza di dati osservativi di qualita'.
    Al progetto partecipano ricercatori dell'Istituto Nazionale di Astrofisica e delle Universita', Gruppi Astrofili e Osservatori Astronomici e Meteorologici regionali e locali. Anche le Scuole sono coinvolte con un programma didattico e con laboratori di astronomia che intendono far partecipare gli studenti e i singoli cittadini alle attivita' di ricerca del progetto, fianco a fianco con i ricercatori. Questo aspetto del progetto si situa nell'ambito di PRISMA-Edu.
    La rete PRISMA riveste particolarmente importanza per la misura di meteore dalla spazio con JEM-EUSO. La possibile osservazione di fireball sia da Terra che dallo spazio in bande diverse dello spettro (PRISMA utilizza il visibile mentre le missioni del programma JEM-EUSO il vicino ultravioletto) permetterebbe di raccogliere informazioni piu' precise sulle loro caratteristiche nonche' osservare lo stesso fenomeno da prospettive diverse permettendo anche una intercalibrazione nella risposta tra i vari sensori.

    Space Debris : Sviluppo di rivelatori per la detezione di detriti spaziali partendo dalla tecnologia utilizzata in ambito di fisica astro-particellare

    Con detriti spaziali si indica tutto ciò che orbita attorno alla Terra creao dall'uomo non essendogli piu' utile. Ricadono in questa definizione gli stadi dei razzi, frammenti di satelliti, scaglie di vernici, polveri, materiale espulso dai motori dei razzi, liquido refrigerante rilasciato dal satellite nucleare RORSAT ed altre piccole particelle.
    I detriti spaziali sono aumentati vertiginosamente negli ultimi anni, diventando un problema crescente per l'alta possibilita' di collisioni con satelliti attivi che a loro volta produrrebbero altri detriti. Lo scontro con anche piccoli detriti, infatti, può essere distruttiva a caua dell'alta velocita' orbitale. Alcuni veicoli spaziali, come ad esempio la Stazione Spaziale Internazionale (ISS), sono state equipaggiate con particolari protezioni per mitigare questo tipo di eventi. Rimangono invece pericolosamente esposte le attivita' extra-veicolari. In particolare i detriti di dimensioni 1 - 10 cm di diametro sono difficilmente osservabili ma sono in grado di provocare danni enormi trattandosi di proiettili estremamente veloci (circa 30000 km/ora) se si pensa alla velocita' orbitale della ISS.
    Il progetto in questione nasce come un'attivita' collaterale al progetto JEM-EUSO: tipico esempio di come la scienza fondamentale puo' dare origine a sviluppi tecnologici con applicazioni piu' di interesse comune. L'idea e' di utilizzare rivelatori ed elettronica normalmente impiegata in ambito di fisica astro-particellare per rivelare di notte questi detriti e accoppiando tale sensoristica a laser particolarmente potenti deorbitare i frammenti in modo che possano ablare e quindi dissolversi in atmosfera. Questo progetto viene svolto in collegamento con la Thales Alenia Space da un lato, e si aggancia dall'altra alla rete PRISMA in quanto le meteore hanno velocita' simili (come ordine di grandezza) a quelle dei detriti spaziali. Pertanto i dati raccolti su bolidi e fireball possono essere utilizzati per testare la risposta di algoritmi di rivelazioni di detriti. Inoltre la performance dei rivelatori in sviluppo posso essere testata direttamente su eventi di meteore e confrontata con l'osservazione delle camere di PRISMA.
    
    

  Esempi di Argomenti Proposti per Tesi di Laurea

  • Sono disponibili tesi sia per la laurea triennale che per quella magistrale, su argomenti inerenti i progetti descritti in precedenza. Nel seguito saranno indicate tematiche di massima. Dal momento che le attivita' evolvono nel tempo, per avere informazioni piu' precise e' preferibile contattarmi direttamente. Ad ogni modo periodicamente verranno inserite tematiche di tesi anche sulla pagina di campusnet. Come indicato piu' avanti alcune tesi triennali potranno essere abbinate allo stage. Sara' possibile svolgere la tesi triennale e parte della magistrale anche all'estero nell'ambito dei programmi Erasmus, in particolare il Traineeship.
    Per dare un'idea al seguente link si possono vedere esempi di tesi svolte da studenti triennali e magistrali negli anni passati.
    
    
    

    • Pierre Auger Observatory:

      Le tesi sull'esperimento Pierre Auger vertono principalmente sullo studio dello spettro in energia, delle direzioni di arrivo e della composizione chimica dei raggi cosmici, sia nella regione di transizione tra origine galattica ed extra-galattica dei raggi cosmici, sia alle energie estreme. In particolare lo studio delle direzioni d'arrivo alle energie estreme e' particolarmente importante per gli aspetti di natura astrofisica, in quanto questi eventi potrebbero permettere di individuare le sorgenti astrofisiche che li hanno prodotti. Ci si aspetta infatti che se i primari sono leggeri (ad es. protoni) i campi magnetici li deviano solo marginalmente durante il loro tragitto fino a noi. In questo contesto energia, direzione d'arrivo e composizione rappresentano i tre parametri fondamenti per fare astronomia con i messaggeri carichi. Normalmente si tratta di tesi dedicate all'analisi dati o a simulazioni, pero' cio' non esclude che vi siano anche tematiche piu' di natura sperimentale, in particolare relative all'upgrade del progetto Auger.
      
      

    • JEM-EUSO Program:

      L'esperimento JEM-EUSO permette di svolgere tesi di laurea con forte carattere multi-disciplinare, affrontando aspetti di fisica cosmica e astrofisica, interazioni fondamentali, fisica del neutrino, materia oscura, planetologia, space weather, tecnologie avanzate, elettronica, informatica, fisica dell'atmosfera, fisica dei sistemi complessi, oceanografia, bio-fisica. La motivazione e' che lo strumento e' un telescopio che normalmente vola osservando la Terra e la sua atmosfera. Il detector ha una risoluzione spaziale tipicamente tra i 100 m e i 6 km e ha una risoluzione temporale che va dal microssecondo fino ai secondi. Pertanto e' possibile seguire fenomeni luminosi che abbiano luogo su scale temporali differenti con l'unica condizione comune che emettano luce nel range tra i 300 e i 500 nm. Visto l'ampio spettro di missioni in presa dati, analisi e progettazione e' possibile sia svolgere attivita' di analisi dati o simulazione, sia di progettazione o misure in laboratorio (per es al TurLab).
      A seconda della tematica scelta dallo studente il lavoro di tesi potra' essere svolto in collaborazione con altri docenti del dipartimento di fisica oppure con ricercatori di enti di ricerca quali INFN, INAF, ARPA Piemonte, Thales Alenia Space. Dal momento che rivesto il ruolo di Analysis Coordinator del programma JEM-EUSO, ho il compito di seguire in generale le analisi svolte anche da altri gruppi in tutto il mondo che lavorano nell'ambito dello stesso progetto. Pertanto sara' possibile svolgere la propria attivita' di tesi in contatto con gruppi di ricerca stranieri di tutto il mondo, ed eventualmente mediante i programmi Erasmus o con fondi di progetto, svolgere parte della propria attivita' di ricerca all'estero.
      Nel seguito elenco esempi di tesi di laurea di natura molto variabile per dare un'idea della molteplicita' di tematiche che si possono affrontare. In ambito di fisica cosmica si possono svolgere tesi di analisi dati di EUSO-TA, EUSO-Balloon, EUSO-SPB e TUS per la ricerca di eventi di raggi cosmici, studio di eventi che direttamente impattano sul detector, calcolo dell'esposizione, studio della performance del detector (applicabile a tutti i detector della famiglia JEM-EUSO). Poiche' lo studio dei raggi cosmici richiede la simulazione degli sciami in atmosfera come coonseguenza dell'interazione del primario in atmosfera, i rivelatori spaziali come JEM-EUSO offrono la possibilita' di studiare lo sviluppo longitudinale delle cascate di sciami che si sviluppano in alta atmosfera e quasi orizzontali, cioe' una categoria di eventi che non puo' essere studiata con apparati da Terra. Il loro studio permette di verificare le interazioni adroniche in un contesto ed ad energie differenti rispetto a quanto si possa fare con acceleratori o con altri apparati. In questo caso si possono confrontare gli eventi osservati con le simulazioni previste da codici quali CORSIKA. In ambito di fisica del neutrino si puo' studiare la performance di EUSO-SPB2 e POEMMA per l'osservazione di sciami di neutrini tau prodotti in atmosfera e generati da neutrini earth-skimming. Per quanto riguarda la strange quark matter e dark matter, si possono analizzare i dati di TUS con lo scopo di ricercare eventi di questa natura e confrontare eventuali candidati con eventi simulati. Dal punto di vista osservativo i loro parenti sono le meteore pero' sono caratterizzati da un diverso profilo di luce e velocita' angolare. Per quanto riguarda la planetologia si possono studiare gli eventi di meteora osservati da TUS e da EUSO-TA per stimarne magnitudine e flusso. Piu' in generale sia per i nucleariti che per le meteore si puo' stimare il flusso di eventi attesi anche per Mini-EUSO, K-EUSO e POEMMA. Questo studio non e' importante solo da un punto di vista planetologico, bensi' anche per cio' che concerne la space defense cioe' tutti i sistemi di monitoraggio di eventi catastrofici come per es. nel caso del meteorite di Chelyabinsk. Sia i rivelatori in presa dati come TUS che quelli prossimi al volo come Mini-EUSO potranno osservare eventi di space debris. In questo senso rappresenteranno i primi test per verificare il principio osservativo di tali fenomeni mediante rivelatori di fisica astro-particellare. La copertura nuvolosa e' un aspetto fondamentale per la rivelazione di raggi cosmici e per lo studio dell'esposizione. E' pertanto fondamentale conoscere le condizioni atmosferiche durante il volo per sapere in funzione del tempo e dello spazio se il detector poteva osservare raggi cosmici. Inoltre nel caso di eventi osservati, e' importante conoscere la condizione del cielo per poter stimare correttamente l'energia dell'evento. Pertanto e' fondamentale utilizzare dati da satellite e modelli di weather forecast per determinare al meglio le condizioni atmosferiche. Inoltre poiche' i rivelatori del programma JEM-EUSO hanno grande risoluzione spaziale e temporale e' possibile verificare la possibilita' di riconoscere in UV la presenza delle nuvole e la loro tipologia. Se questa capacita' fosse dimostrata (al momento vi sono indicazioni), i sensori alla JEM-EUSO potrebbero affiancare sensori piu' tradizionali di osservazione dell'atmosfera. I rivelatori alla JEM-EUSO osservano anche i fulmini di varia natura che si generano in atmosfera con particolare interesse per i TLEs (elves, blue jets, sprites, etc.) la cui natura e le cui caratteristiche spazio-temporali non sono ancora ben definite. I detector della famiglia JEM-EUSO monitorano continuamente il nightglow, cioe' la luminosa di fondo del cielo riflessa dall'atmosfera e dalla Terra, nonche' la luce emessa dallo strato di atmosfera intorno ai 100 km, il cosiddetto airglow. Le variazioni di intensita' della luce emessa variano spazialmente e temporalmente e possono essere associate anche con variazioni dell'attivita' solare, nonche' possono essere dovuti ad onde di gravita' planetarie o come conseguenza di eventi di tsunami. Pertanto il monitoraggio di questa emissione UV e' importante sia per capirne la sua origine, ma anche per studiare fenomeni legati allo space weather o per eventi catastofrici come gli tsunami. In condizione di cielo sereno i palloni stratosferici e i satelliti possono osservare le condizioni del mare. Una possibile applicazione che dev'essere confermata, e' la possibilita' di osservare fenomeni di white capping e le onde degli oceani cosi' da costituire, come nel caso dell'atmosfera, di un nuovo tipo di sensore da affiancare a metodologie piu' tradizionali. Sara' possibile incominciare a studiare il problema analizzando i dati di EUSO-SPB. I rivelatori di JEM-EUSO possono essere utilizzati per capire la loro utilita' in ambito bio-fisico. Alcuni tipi di plankton ed alghe emettono nel vicino ultra-violetto, pertanto i sensori dei detector alla JEM-EUSO possono anche osservare eventi di questa natura. Lo studio di come e dove si muovono questi sistemi e' importante per capire le condizioni degli oceani, nonche' per aspetti piu' pragmatici come la pesca e l'inquinamento marino. Diventa quindi molto interessante verificare se i sensori di JEM-EUSO sono in grado di riconoscere questo tipo di organismi e di tracciarne il movimento. La stragrande maggioranza dei fenomeni menzionati possono essere studiati mediante tecniche sviluppate nell'ambito della fisica dei sistemi complessi vista la complessita' dei fenomeni in gioco. La stessa ricerca di eventi di cosmici in un mare di eventi dovuti a fluttuazione del background richiede l'applicazione di tecniche sofisiticate di analisi dati come quelle di machine learning e all'utilizzo di sistemi di big data. I codici di simulazione e di analisi dati si basano su due grossi framework ESAF ed OffLine, pertanto essi possono essere molto interessanti per chi abbia intenzione di affrontare tematiche di carattere informatico sviluppando competenze in gestione e sviluppo di software con architetture molto complesse. I sensori e l'elettronica utilizzate in JEM-EUSO sono per definizione tecnologie avanzate. Essi devono lavorare in condizione estreme con utilizzo di basse potenze, alti livelli di radiazione, escursioni termiche elevate. In particolare a Torino ci occupiamo di sviluppare la logica di trigger per i vari fenomeni luminosi che i rivelatori di JEM-EUSO vogliono osservare. Tali algoritmi devono essere implementati su FPGA. La loro validazione avviene attraverso metodologie diverse: simulazione, analisi dati raccolti con i sensori gia' in funzione, esperimenti presso il TurLab (la vasca al quarto piano sotterraneo del Dipartimento di Fisica). Inoltre tutti i possibili upgrade sia del sistema ottico che sensoristico devono essere validati anche dal punto di vista della performance del detector, in particolare per la fisica che si vuole studiare. Cio' viene fatto mediante l'utilizzo di simulazioni dedicate.
      Vista l'eterogeneita' delle linee di ricerca associate al progetto, da un lato potra' essere necessario avvalersi di consulenze e supporto di personale ricercatore in altri enti, dall'altra, trattandosi JEM-EUSO di una collaborazione internazionale, potra' essere richiesto per le tesi magistrali il soggiorno per brevi periodi presso altri istituti italiani, europei (Germania, Francia, Spagna, Slovacchia, Svezia), giapponesi (Tokyo, Kobe), americani (Chicago, Colorado, Utah) o russi (Mosca) per analisi dati, simulazioni, misure o partecipazione a meeting di collaborazione.
      
      

    • Extreme Energy Events:

      Il progetto EEE permette di svolgere tesi a contatto con un rivelatore e piu' in generale con un apparato di raggi cosmici. Da un punto di vista sperimentale sara' possibile studiare la risposta del rivelatore in funzione di parametri quali pressione e temperatura nonche' studiare la precisione nella ricostruzione delle tracce. Il rivelatore verra' inserito nella rete di EEE e quindi sara' possibile effettuare analisi di coincidenze tra gli eventi rivelati da questa stazione con quelli rivelati da altre stazioni di Torino ed Italia per studiare eventi di raggi cosmici. Il flusso dei muoni e' anche funzione dell'attivita' solare e quindi sara' possibile studiare eventi di Forbush decrease e di altra natura solare. La stazione di EEE verra' acquisita in correlazione con gli sciami rivelati dall'array di scintillatori sul tetto cosi' da poter registrare sia la componente elettromagnetica che muonica degli sciami. Questo e' un parametro fondamentale per distinguere eventi di muoni da eventi di sciami anche nell'ottica di correlare gli eventi con quelli di altre stazioni. L'utilizzo della stazione di EEE sia in correlazione con l'array sul tetto che in autonomia permettera' inoltre di dedicarsi alla messa a punto di esperienze sia per gli studenti di fisica che per la scuola secondaria. Da ultimo si potra' seguire anche il lavoro svolto dagli studenti del Liceo Gobetti-Segre' e di altre scuole che verranno a fisica nell'ambito dell'Alternanza Scuola Lavoro. Questo tipo di attivita' e' particolarmente indicato per gli studenti interessati all'insegnamento.
      
      

    • Progetto Prisma:

      Nell'ambito del progetto PRISMA sara' possibile partecipare all'analisi dati di eventi di fireball e bolidi rivelati dalla rete. I dati di PRISMA potranno anche essere usati in correlazione con quelli degli stessi eventi eventualmente rivelati da TUS e Mini-EUSO. Dal momento che le scuole sono coinvolte con un programma didattico, sara' possibile definire tesi di laurea piu' specificatamente indirizzate all'insegnamento.
      
      

    • Space Debris:

      Le tesi di laurea nell'ambito del progetto Space Debris saranno rivolte da un lato allo sviluppo e test di un prototipo sperimentale in correlazione e non con le misure di PRISMA finalizzate a capire la performance del detector. In questo caso e' importante sviluppare anche un sistema di trigger indipendente. Le misure saranno condotte sia presso l'Osservatorio di Pino Torinese che presso l'Osservatorio della Valle d'Aosta, oltre a test condotti presso il TurLab a fisica. In parallelo o indipendentemente si utilizzera' il software ESAF per studiare la magnitudine limite osservabile con un apparato costituito da lenti di Fresnel e un piano focale fatto di fotomoltiplicatori o SiPMT. Le tesi saranno svolte anche in contatto con i ricercatori della Thales Alenia Space di Torino.

  Stage in Italia e all'Estero

  • In funzione della tematica le tesi potranno prevedere attivita' presso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Torino, l'Osservatorio Astronomico di Torino (INAF), e l' ARPA Piemonte che nel caso di triennali potranno essere configurate come attivita' di stage. Sara' possibile anche effettuare tesi o stage con soggiorno all'estero nell'ambito dei programmi Erasmus. In passato circa una ventina di studenti in totale ha svolto periodi di tesi e stage curricolari od extra-curricolari presso: L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie (IRAP) di Tolosa e il laboratorio di Astroparticule et Cosmologie dell'Universita' Paris-Diderot in Francia; l'Universita' Carlos III di Madrid (Spagna); il Royal Institute of Technology (Svezia); Il Karlsruhe Institute of Technology (Germania); la Slovak Academy of Sciences a Kosice (Slovacchia).
    
    
    

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    [Universita' di Torino] [Facolta' di Scienze M.F.N.] [Corso di Studi in Fisica]
    [Dip.to di Fisica XXX] [I.N.F.N. Sez. di Torino]

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    Ultime modifiche: 5 Novembre 2017.