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Andrea Chiavassa

Dipartimento di Fisica Generale
Via P. Giuria 1 -10125 Torino
Tel. 011-670.7350, Fax 011-670.7493
E-mail: achiavas@to.infn.it
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La mia attivita' di ricerca e' nel campo della fisica dei raggi cosmici di alta energia. In questo momento sono coinvolto in due esperimenti con i quali si studiano i raggi cosmici in diversi intervalli energetici.
- KASCADE-Grande
  Lo scopo di KASCADE-Grande e' lo studio dei raggi cosmici primari ad energie comprese tra 10¹⁶ e 10¹⁸ eV.
  Questo intervallo energietico è 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. Inoltre, sulla base delle recenti osservazioni degli esperimenti EAS-TOP e KASCADE, si interpreta il ginocchio dello spettro primario (ovvero il cambio di pendeza osservato a circa 10^15 eV) con la fine del contenimento dei primari all'interno di campi magnetici galattici. Una completa e definitiva conferma di queste ipotesi verrebbe dall'osservazione del cambio di pendenza della componente pesante dei primari, attesa a un energia Z volte superiore a quella cui si osserva il cambio di pendenza della componente leggera, e quindi a circa 10^17 eV.
  A queste energie non e' piu' possibile (a causa dei bassi flussi e delle limitate dimensioni degli apparati) studiare i raggi cosmici tramite misure dirette con esperimenti operanti su satellite al di fuori dell'atmosfera terrestre. L'unica tecnica che si puo` utilizzare per fare misure a queste energie e' la rivelazione degli EAS (Sciami Estesi Atmosferici); ossia la cascata di particelle generata in atmosfera dall'interazione dei raggi cosmici con i nuclei che compongono l'atmosfera. Campionando, in diversi punti, le particelle che arrivano a terra (principalmente elettroni e muoni) si puo' risalire alle caratteristiche del primario che ha originato la cascata. Le grandezze che si cerca di determinare sono la direzione da cui proviene il primario, la sua energia e la sua natura (cioe' il tipo di nucleo).
  L'esperimento e' in funzione presso il Forschungszentrum Karlsruhe, ed e' composto da 37 stazioni di scintillatore plastico (di 10 m² ciascuna) poste a 130 m di distanza l'una dall'altra e dai rivelatori di muoni e di adroni dell'esperimento KASCADE . La presa dati continua da gennaio 2004.
  In questo momento è necessario portare a compimento le analisi dati per arrivare a misurare lo spettro primario, la composizione chimica e le eventuali anisotropie nelle direzioni di arrivo dei primari.
- Auger Experiment
  Lo scopo dell'esperimento Auger e` rivelare e studiare i raggi cosmici ad energie attorno e superiori al GZK cutoff, circa 10¹⁹ eV, ovvero l'energia al di sopra della quale le particelle iniziano ad interagire con i fotoni della radiazione di fondo (2.7 K). Infatti secondo le nostre attuali conoscenze non esiste una spiegazione convenzionale dei meccanismi che sono alla base della produzione ed accelerazione di particelle fino a queste energie macroscopiche (10²⁰ eV ~ 20 J). Il progetto Auger e` l'unico strumento al momento proposto nella comunita` scientifica in grado di rispondere a questi ed altri quesiti.
  L'esperimento e' previsto essere composto da due siti: uno nell'emisfero sud e uno in quello Nord.
  L'apparato dell'emisfero Sud è stato completato nel 2008 a Malargue (Argentina) ed è da un apparato di superficie per la misura della componente elettromagnetica e di quella muonica degli sciami e da un rivelatore di luce di fluorescenza. Il gruppo di cui faccio parte e` collabora all' apparato di superficie che è composto da 1600 rivelatori Cherenkov ad acqua (vedi foto 1 e 2 ), disposti su una griglia triangolare di lato 1500 m, che copre una superficie di circa 3000 km².
  In una piccola area dell'apparato sono stati, recentemente, installati altri rivelatori di luce cherenkov in acqua su una griglia triangolare con lato pari alla meta` della griglia dell'intero apparato (e.g. 750m anziche` 1500m). Lo scopo di questi rivelatori e` abbassare la soglia energetica dell'esperimento portandola a circa 5x10¹⁷ eV. Questo permette una sovrapposizione con il range energetico coperto da KASCADE-Grande, avvicinandosi alle energie in cui e` prevista la transizione dalla radiazione galattica a quella extra-galattica.
  In questo regione compatta dell'apparato e` prevista inoltre la costruzione di rivelatori a scintillatore plastico della componente muonica degli sciami. Questi rivelatori (noti come AMIGA) sono stati progettati dall"ITeDA di Buenos Aires, il nostro gruppo partecipera` nel 2012 a un test delle prestazioni di questi rivelatori, per poi contribuire alla loro realizzazione.
Pubblicazioni (courtesy of SLAC's HEP-Spires service).
Curriculum vitae

Didattica

A.A. 2008-2009:
- Corso di FISICA 1, corso di Laurea in Matematica
Corso di ELETTRICITA` E MAGNETISMO, corso di Laurea in Fisica

Esempi di Argomenti Proposti per Tesi di Laurea

Sono disponibili tesi sia per la laurea triennale che per quella magistrale, su argomenti inerenenti i due esperimenti descritti in precedenza.
Per la laurea triennale e` possibile svolgere, sugli stessi argomenti, uno stage presso l'INAF/IFSI di Torino.
- KASCADE-Grande:
  - Laurea Triennale: Osservazione sistematica degli 100 di più alta energia.
  - Laurea Triennale: Studio degli spettri degli elementi leggeri (H) e di quelli pesanti (Fe) della radiazione cosmica.
  - Laurea Magistrale: Studio dello spettro dei raggi cosmici attraverso una osservabile sperimentale indipendente dai modelli di interazione primaria.
- Auger:
  - Laurea Triennale: Costruzione e Test dei rivelatori di muoni che verranno in seguito montati nel sito sperimentale.
  - Laurea Triennale: Studio dei segnali misurati con il rivelatore di superficie del rivelatore di luce cherenkov in acqua.
  - Laurea Magistrale: Costruzione e Test dei rivelatori di muoni dell'apparato AMIGA. In particolare i Test sono volti allo studio della risoluzione di questi rivelatori e alla uniformita` della loro risposta. E` stata presentata alla Universita` di Torino una domanda per una borsa di studio per un soggiorno di 3-6 mesi presso l'ITeDA di Buenos Aires. Nel caso venga approvata sara` possibile, per uno studente, svolgere parte della tesi presso questo istituto.
  - Laurea Magistrale: Analisi dei dati di bassa energia del rivelatore di superficie con lo scopo di dividere gli eventi rilevati in due campioni: quello generato da primari leggeri (tipo H, He) e quello generato da primari pesanti (tipo Si, Fe). Questo criterio potrebbe poi essere applicato sia ai dati dell'intero apparato che a quelli dell'estensione di bassa energia per evidenziare eventuali differenze nello spettro e nell'anisotropia delle due componenti.
  - Laurea Magistrale: Studio delle performances dell'estensione di bassa energia dell'apparato e misura della distribuzione laterale delle particelle dello sciame.
- Altro:
  - Laurea Triennale: Misure di sciami estesi generati da raggi cosmici primari con l'apparato in funzione sul tetto dell'edificio di Fisica. Questa tesi non fornisce l'occasione di partecipare a un esperimento di punta nel campo, ma permette invece di gestire in prima persona un piccolo esperimento in tutte le sue parti: hardware (taratura e funzionamento della strumentazione) e software (analisi dei dati ottenuti).
  - Laurea Triennale e Magistrale: Simulazione (con il programma CORSIKA) della luce cherenkov emessa nello sviluppo di sciami estesi atmosferici (dovuti a raggi cosmici di energia tra 10¹⁶ e 10 ¹⁸ eV. Lo studio e` di interesse per capire i dati misurati dall'esperimento Tunka-133 (in funzione presso il Lago Baikal, Russia). Una tesi triennale sarebbe limitata allo studio delle caratteristiche principali di questi eventi, mentre quella magistrale sarebbe centrata su uno studio dettagliato delle misure che si possono ottenere con un rivelatore di luce cherenkov (tipo Tunka-133) dello sviluppo laterale e longitudinale degli sciami.
- EEE:
  - Laurea Triennale: Gestione dei telescopi operanti presso i licei torinesi (Volta, Galileo Ferraris, D'Azeglio e Giordano Bruno).
[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]
Ultime modifiche: 22 Gennaio 2009.