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Fisica delle Particelle

 

Nell' Area di Fisica di Roma Tre si svolge un’intensa attività di ricerca nei settori che riguardano sia la Fisica delle Particelle che la Fisica delle Astroparticelle, quest’ultima nata dalla convergenza tra la Fisica delle Particelle e l’Astrofisica.

L’attività di ricerca si realizza mediante la costruzione di complessi apparati sperimentali, portati a termine in collaborazioni internazionali e operanti in laboratori di ricerca situati in diverse parti del mondo.

Le diverse attivita’ di ricerca differiscono per gli apparati realizzati, gli strumenti di calcolo, sono pero’ accomunate dal metodo scientifico utilizzato

L'area ospita la Sezione di “Roma Tre” dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). L’INFN è l’istituto che promuove, coordina ed effettua la ricerca scientifica nel campo della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare, nonché lo sviluppo tecnologico necessario alle attività in tali settori.

La ricerca nel settore della Fisica delle Particelle e della Fisica delle Astroparticlelle e’ dedicata a investigare le proprietà dei costituenti fondamentali della materia: i nuclei atomici, la loro struttura interna e le leggi che governano le interazioni tra i costituenti del nucleo, la struttura interna delle particelle e le leggi che governano le loro interazioni.

Gli esperimenti in questo settore della fisica studiano le interazioni di particelle emesse da sorgenti cosmiche oppure quelle prodotte da particelle emesse da grandi macchine acceleratrici.

L'uso di acceleratori ha consentito di esplorare i costituenti fondamentali dei nuclei atomici e di creare nuove forme di materia. Negli acceleratori lineari le particelle vengono fatte urtare contro un bersaglio fisso, mentre negli acceleratori circolari due fasci di particelle accelerati in versi opposti collidono tra loro. Le quantità di energia che le particelle hanno acquistato prima dell'urto vengono convertite, grazie all'interazione, in altre forme di materia rendendo così possibile l'osservazione di nuove particelle.

LHC (Large Hadron Collider), il nuovo acceleratore realizzato a Ginevra presso i laboratori del Cern, verrà utilizzato per cercare la risposta a questioni chiave quali la generazione delle masse nel Modello Standard delle particelle, l’esistenza della Dark Matter, l’asimmetria materia-antimateria, la fisica del quark-gluon plasma


Parallelamente alle ricerche con acceleratori, la fisica delle particelle ha visto da qualche decennio la nascita e lo sviluppo di un nuovo campo sperimentale che lega le conoscenze di astrofisica a quelle sulle particelle: la fisica astroparticellare.
Lo studio dei fenomeni considerati in questo ambito non richiede acceleratori; gli eventi avvengono spontaneamente per effetto della radiazione cosmica o dei decadimenti rari. I fisici hanno dunque scelto di osservare tali fenomeni installando rivelatori sotto la superficie terrestre o posizionando in alta quota apparati di grande estensione per ottenere informazioni su sorgenti cosmiche. Recentemente anche lo spazio è divenuto luogo di ricerca per la fisica astroparticellare. Rivelatori posti su satelliti, palloni o portati in orbita da missioni spaziali sono alla ricerca di fenomeni che possano dare risposta ad alcuni degli interrogativi sul passato e sul destino dell'Universo, come la presenza della materia oscura o la misteriosa asimmetria che si osserva tra materia e antimateria.

Attualmente nell'Area di Fisica di Roma Tre sono operativi i seguenti esperimenti:

ARGO: apparato situato nell’altopiano del Tibet a 4300 m sul livello del mare e dedicato alla gamma-astronomia alle energie del TeV e allo studio della radiazione cosmica primaria
ATLAS: apparato posto in uno dei punti di interazione del colider LHC al CERN di Ginevra, destinato allo studio delle interazioni fondamentali che hanno dato origine all’Universo e ne hanno condizionato l’evoluzione.
KLOE: apparato situato presso l’acceleratore DAFNE realizzato all’interno dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, dedicato allo studio della fisica dei mesoni K

 

 

Responsabile pagine Web per l'Area Fisica delle Particelle Dott. Stefano M. Mari

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