Dipartimento di Fisica
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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.)
(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.)
(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).
:
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.
: 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.
: 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).