Vincenzo BRANCHINA

Professore associato di FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI [FIS/02]
Ufficio: DFA 219
Email: vincenzo.branchina@ct.infn.it
Telefono: 5336
Orario di ricevimento: Lunedì e giovedì dalle 12:00 alle 12:15 Il docente attenderà gli studenti per i 15 min indicati e dedicherà loro il tempo necessario nel caso si presentassero.


Professore Associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia “Ettore Majorana” dell'Università degli Sudi di Catania. Fisico teorico delle interazioni fondamentali e particelle elementari, internazionalmente noto per i suoi lavori relativi a nuove equazioni del gruppo di rinormalizzazione in teorie con rottura spontanea di simmetria e in teorie di gauge, e per i lavori sulla stabilità del vuoto nel Modello Standard e in teorie oltre il Modello Standard. Responsabile nazionale del Network "Harmonia" (in partenariato con l'Università di Varsavia, l'Università di Lisbona e l'Università di Dresda). Responsabile per la Sezione INFN di Catania del progetto "QFT-HEP" (Quantum Field Theory- High Energy Physics). E' stato Visiting Scientis al MIT (Boston), al CNRS (Strasbourg), al CERN (Ginevra) e all'Università di Ginevra. E' stato Visiting Professor e Associate Professor all'Università Louis Pasteur di Strasburgo. Ha collaborato con scienziati di Università ed enti di ricerca diversi, tra cui J. Polonyi (MIT, Boston - Eotvos University, Budapest - L. Pasteur University, Stasbourg), G. Veneziano (CERN, Ginevra), C. M. Bender (Washington University in St. Louis, Missouri), Marc Sher (College of William and Mary, Williamsbourg, Virginia). E' stato relatore invitato a numerose conferenze internazionali. Ha diretto diverse tesi di laurea triennale e magistrale e di dottorato. Nel 1997, nel 2001 e nel 2005, il Ministro della Ricerca della Repubblica Francese gli ha assegnato il premio per la "Ricerca e la Supervisione di Tesi di Dottorato”. Ha tenuto corsi di Meccanica Classica, Elettrodinamica, Relatività, Meccanica Quantistica, Elettrodinamica Quantistica, Teoria Quantistica dei Campi, Teoria del Modello Standard. 

1988: Laurea in Fisica (110/110 e lode), Università di Catania
1989-1990: borsista INFN
1991: Visiting Scientist MIT, Boston
1993: Visiting Scientist, CRN, Strasburgo
1994: Dottorato di Ricerca in Fisica, Università di Catania
1994: Visiting Professor, Università Louis Pasteur, Strasburgo
1994-2000: Ricercatore, Università Louis Pasteur, Strasburgo
2001-2006: Professore Associato, Università Louis Pasteur, Strasburgo
2003: Visiting Scientist, CERN, Ginevra
2004: Visiting Scientist, Università di Ginevra
2007 - : Professore Associato, Università di Catania

PROGETTI INTERNAZIONALI - Responsabile Nazionale della rete “HARMONIA” in partenariato con: (1) Università di Varsavia, Polonia; (2) Centro de Fisica Teorica e Computacional da Faculdade de Ciencias, Universidade de Lisboa, Portogallo; (3) Institut fur Kern und Teilchenphysik, Technische Universitaet Dresden, Germania.

RICONOSCIMENTI - Nel 1997, nel 2001 e nel 2005 il Ministro della Ricerca Scientifica (Francia) gli attribuisce il “Premio per la Ricerca e la supervisione di tesi di Dottorato”.

RESPONSABILITA' E SERVIZI PER LA COMUNITA' - Responsabile per la Sezione INFN di Catania dell’Iniziativa Specifica dell’INFN: QFT-HEP (quantum field theory-high energy physics); Referee di: Physical Review Letters, Physical Review D, Nuclear Physics B, Physics Letters B.

ATTIVITÀ DIDATTICA - Ha tenuto corsi di: Meccanica classica, Elettrodinamica classica, Relatività, Meccanica quantistica, Elettrodinamica quantistica, Teoria quantistica dei campi, Modello Standard. E' stato relatore di numerose tesi di laurea triennale, magistrale e di dottorato. 

Di seguito una lista di 20 pubblicazioni rappresentative

  1. Branchina V, Bentivegna E, Contino F, Zappalà D. (2019), Direct Higgs-gravity interaction and stability of our universe, PHYSICAL REVIEW D, vol. 99, p. 1-6, ISSN: 2470-0010, doi: 10.1103/PhysRevD.99.096029
  2. Branchina V, Contino F, Ferreira PM (2018), Electroweak vacuum lifetime in two Higgs doublet models, JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS (JHEP), vol. 2018, 107, ISSN: 1029-8479, doi: 10.1007/JHEP11(2018)107
  3. Branchina V, Contino F, Pilaftsis A (2018), Protecting the stability of the electroweak vacuum from Planck-scale gravitational effects, PHYSICAL REVIEW D, vol. 98, p. 1-16, ISSN: 2470-0010, doi: 10.1103/PhysRevD.98.075001
  4. Branchina V, Messina E(2017), Stability and UV completion of the Standard Model, EUROPHYSICS LETTERS, vol. 117, p. 1-6, ISSN: 0295-5075, doi: 10.1209/0295-5075/117/61002
  5. Bentivegna E, Branchina V, Contino F, Zappalà D (2017), Impact of new physics on the EW vacuum stability in a curved spacetime background, JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS (JHEP), vol. 2017, 100, ISSN: 1029-8479, doi: 10.1007/JHEP12(2017)100
  6. Branchina V., Messina E., Zappala D. (2016). Impact of gravity on vacuum stability. EUROPHYSICS LETTERS, vol. 116, p. 1-6, ISSN: 0295-5075, doi: 10.1209/0295-5075/116/21001
  7. BRANCHINA, Vincenzo, Messina E, Sher M. (2015). Lifetime of the electroweak vacuum and sensitivity to Planck scale physics. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, ISSN: 1550-7998
  8. BRANCHINA, Vincenzo, Emanuele Messina, Alessia Platania (2014). Top mass determination, Higgs inflation, and vacuum stability. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, ISSN: 1126-6708
  9. BRANCHINA, Vincenzo, E. Messina (2013). Stability, Higgs Boson Mass and New Physics. PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 111, ISSN: 0031-9007, doi: 10.1103/PhysRevLett.111.241801
  10. C.M. Bender C M, Branchina V, E. Messina (2013). Critical behavior of the PT-symmetric iphi^3 quantum field theory. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, vol. 87, ISSN: 1550-7998, doi: 10.1103/PhysRevD.87.085029
  11. Carl M.Bender, Branchina V, E. Messina (2012). Ordinary versus PT-symmetric phi^3 quantum field theory. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, vol. 85, ISSN: 1550-7998, doi: 10.1103/PhysRevD.85.085001
  12. BRANCHINA V, D. ZAPPALA (2010). Dilution of zero point energies in the cosmological expansion. MODERN PHYSICS LETTERS A, vol. 25, p. 2305-2312, ISSN: 0217-7323 
  13. BRANCHINA V, D. ZAPPALA (2010). Time evolution of Tμν and the cosmological constant problem. GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION, vol. 42, p. 141-154, ISSN: 0001-7701, doi: 10.1007/s10714-009-0822-x
  14. BRANCHINA, Vincenzo (2008). Effective potential and vacuum stability. JOURNAL OF PHYSICS. G, NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS, vol. 36, p. 015006-9pp, ISSN: 0954-3899
  15. BRANCHINA V, H. FAIVRE (2005). Effective potential (in)stability and lower bounds on the scalar (Higgs) mass. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, vol. 72, p. 065017-1-065017-17, ISSN: 1550-7998, doi: 10.1103/PhysRevD.72.065017
  16. BRANCHINA, Vincenzo, K. A. MEISSNER, G. VENEZIANO (2003). The Price of an exact, gauge invariant RG flow equation. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 574, p. 319-324, ISSN: 0370-2693
  17. BRANCHINA, Vincenzo (2001). Nonperturbative renormalization group potentials and quintessence. PHYSICAL REVIEW D, vol. 64, p. 043513-1-043513-4, ISSN: 0556-2821
  18. A. BONANNO, BRANCHINA, Vincenzo, H. MOHRBACH, D. ZAPPALA (1999). Wegner-Houghton equation and derivative expansion. PHYSICAL REVIEW D, vol. 60, p. 065009-1-065009-11, ISSN: 0556-2821
  19. J. ALEXANDRE, BRANCHINA, Vincenzo, J. POLONYI (1999). Instability induced renormalization. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 445, p. 351-356, ISSN: 0370-2693
  20. Branchina V, Castorina P, Zappala D (1990). Convexity property of the variational approximations to the effective potential.. PHYSICAL REVIEW D, vol. 41, p. 1948-1952, ISSN: 0556-2821

 

Anno accademico  

Il lavoro di ricerca di Vincenzo Branchina è prevalentemente rivolto allo studio di aspetti non perturbativi di teorie quantistiche di campo, sia dal punto di vista teorico sia da quello fenomenologico. Tra i diversi temi citiamo in particolare: (1) gruppo di rinormalizzazione à la Wilson applicato a teorie quantistiche di campo; (2) estensione a teorie di campo della meccanica quantistica PT-simmetrica; (3) studio dell'impatto che interazioni alla scala di Planck hanno sulla stabilità del vuoto nel Modello Standard e in teorie oltre il Modello Standard. In quest'ultimo campo si sono ottenuti risultati (breakthrough) che hanno radicalmente modificato il paradigma precedente. Aspetti e lavori di particolare rilievo nei settori sopra menzionati: (1) Una nuova equazione del gruppo di rinormalizzazione per teorie con rottura spontanea di simmetria è stata derivata in “Instability induced renormalization”, J. Alexandre, V. Branchina, J. Polonyi, Phys. Lett. B445 (1999) 351, che rappresenta un punto di riferimento importante sull'argomento. Inoltre, combinando metodi del gruppo di rinormalizzazione con la definizione di azione efficace di Vilkovisky-De Witt, una nuova equazione del gruppo di rinormalizzazione per teorie di gauge è stata derivata in “The Price of an exact, gauge invariant RG flow equation”, V. Branchina, K. A. Meissner, G. Veneziano, Phys.Lett. B574 (2003) 319. Questa equazione permette di studiare fenomeni non perturbativi in teorie di gauge e in gravità quantistica. (2) Le proprietà di rinormalizzazione di teorie di campo PT-simmetriche vengono studiate per la prima volta in “Ordinary versus PT-symmetric \phi^3 quantum field theory”, C. M. Bender, V. Branchina, E. Messina, Phys.Rev. D85 (2012) 085001, e in “Critical behavior of the PT-symmetric i\phi^3 quantum field theory”, C. M. Bender, V. Branchina, E. Messina, Phys.Rev. D87 (2013), 085029. Le teorie PT-simmetriche sono state applicate con grande successo in diverse aree della meccanica quantistica; gli articoli sopra citati costituiscono un importante riferimento per l'estensione della PT-symmetry a teorie di campo. (3) I risultati (breakthrough) relativi all'impatto della fisica alla scala di Planck sulla stabilità del vuoto sono contenuti in diversi articoli. I lavori pionieristici sono: “Stability, Higgs Boson Mass and New Physics”, V. Branchina, E. Messina, Phys.Rev.Lett.111 (2013) 241801; “Top mass determination, Higgs inflation, and vacuum stability”, V. Branchina, E. Messina, A. Platania, JHEP 1409 (2014) 182; “Lifetime of the electroweak vacuum and sensitivity to Planck scale physics”, V. Branchina, E. Messina, M. Sher, Phys.Rev.D91 (2015) 013003.  

Tra le principali attività di Vincenzo Branchina connesse con il lavoro di ricerca in fisica e di insegnamento:

- partecipazione a numerose conferenze internazionali in qualità di relatore invitato;

- attività di referee per diverse riviste internazionali; 

- corsi di formazione e aggiornamento per docenti di fisica delle scuole superiori; 

- numerosi seminari di divulgazione per il grande pubblico;

- articoli scientifici in quotidiani (stampa non-specializzata)

- numerosi seminari per studenti delle scuole superiori;

- numerosi interventi per l'orientamento di studenti delle scuole superiori nella scelta del percorso universitario;

- partecipazione a "open days" organizzati dal dipartimento di fisica per studenti della scuola superiore.