Fisica sperimentale delle interazioni fondamentali

L’attività di ricerca riguarda molti dei settori di ricerca in fisica fondamentale con attenzione anche alle applicazioni che ne possono conseguire. In particolare sono presenti le seguenti linee di ricerca: fisica delle particelle elementari e studio di collisioni relativistiche tra ioni pesanti con attività presso il LHC del CERN e nuove attività  per la realizzazione di nuovo acceleratore di elettroni l’Electron Ion Collider (BNL-USA); reazioni tra ioni pesanti ad energie basse e intermedie finalizzate allo studio dei meccanismi di reazione, della struttura nucleare e dei processi nucleari di interesse astrofisico; fisica sperimentale dei neutrini, con attività presso il Fermilab negli Stati Uniti e il CERN, dedicate allo studio delle oscillazioni di neutrino, alla ricerca di nuova fisica e allo sviluppo di rivelatori a Time Projection Chamber ad argon liquido; attività di fisica astro-particellare con particolare attenzione alla fisica dei raggi cosmici di altissima energia, rivelazione dei neutrini da sorgenti astrofisiche con rivelatori schermati dalla radiazione cosmici in galleria o sottomarini, dark matter. Sono presenti linee di ricerca in fisica applicata su tomografia con muoni cosmici e radioattività ambientale. 

Fisica sperimentale delle alte energie

Docenti: S. Albergo, R. Barbera, P. La Rocca, A. Tricomi, C. Tuvè
L'attività di ricerca in questo ambito della Fisica mira allo studio sperimentale di particelle elementari, le forze fondamentali tra di esse, le sezioni d’urto dei processi in cui sono coinvolte e lo studio degli stati della materia adronica esistenti in natura. Questi studi sono condotti per mezzo di collisori. I gruppi di ricerca del Dipartimento di Fisica e Astronomia attivi in questo campo di ricerca utilizzano per le loro sperimentazioni i collisori LHC del CERN e RHIC del BNL e si avvalgono della stretta collaborazione della Sezione INFN di Catania e di altre istituzioni italiane e straniere.

Fisica sperimentale astroparticellare

Docenti: S. Albergo, G.A. Anastasi, F. Cappuzzello, R. Caruso, S. Cherubini, G. Ferrara, G. Gallo, P. La Rocca, D. Lo Presti, C. Petta, S. Puglia, I. Tosta e Melo, C. Tuvè
L'attività di ricerca in questo ambito della Fisica mira allo studio sperimentale della radiazione e le particelle del cosmo con esperimenti condotti in laboratori di superficie, sotterranei o sottomarini. I gruppi di ricerca del Dipartimento di Fisica e Astronomia sono coinvolti in diversi esperimenti di grande interesse che si svolgono sia in laboratori in Italia che all’estero e con linee di ricerca in fisica applicata su tomografia con muoni cosmici.

Fisica sperimentale dei neutrini

Docenti: Silvio Cherubini, Catia Petta, Maria Letizia Pumo

I neutrini sono tra le particelle più elusive della natura e sono al centro di numerose questioni aperte, come l’origine della loro massa, i meccanismi con cui oscillano da un sapore all’altro, l’eventuale esistenza di nuovi tipi di neutrini e il possibile legame con l’asimmetria tra materia e antimateria nell’Universo. Questi temi sono studiati attraverso esperimenti con acceleratori e fasci di neutrini dedicati, condotti nell’ambito di ampie collaborazioni internazionali presso il Fermi National Accelerator Laboratory negli Stati Uniti. L’obiettivo è approfondire la conoscenza delle proprietà dei neutrini e ricercare possibili segnali di nuova fisica oltre il Modello Standard.

MAGGIORI INFORMAZIONI

Fisica sperimentale delle energie basse e intermedie

Docenti: F. Cappuzzello, S. Cherubini, M. De Napoli, E.I. Geraci, B. Gnoffo, L. Lamia, I. Lombardo, A. Musumarra, G. Politi, R.G. Pizzone, S. Puglia, G.G. Rapisarda, S. Romano, M.L. Sergi
L’area studia il nucleo atomico, le caratteristiche della materia nucleare in varie condizioni di temperatura e densità, la struttura dei nuclei, il loro decadimento o trasformazione in altri tipi di particelle, i vari meccanismi di reazione tra essi e i processi di interesse astrofisico. Tali studi sono condotti mediante reazioni tra nuclei realizzate presso laboratori nazionali, in particolare presso i LNS e LNL dell’INFN, ed esteri [come il CERN, GANIL (Francia), GSI (Germania), NSCL-MSU (USA), TAMU (USA)] , ad energie di 1-100 MeV per nucleone, sfruttando complessi apparati di rivelazione. I risultati vengono poi interpretati tramite avanzati modelli teorici. Le attività dell'area trovano applicazione anche in ambito medico e ambientale.