Fisica Teorica delle Interazioni Fondamentali e Fisica Matematica:
Teoria e Fenomenologia delle Particelle Elementari

Da molti anni il cosiddetto "Modello Standard" delle interazioni fondamentali, cioè la teoria di gauge che descrive la forza nucleare forte tra i quark (cromodinamica quantistica, QCD) e la teoria unificata elettrodebole che descrive la forza elettromagnetica e la forza nucleare debole (EW) è stato oggetto di molte verifiche sperimentali, che vanno dalla ricerca, e evidenza diretta, dei bosoni della forza debole W e Z al collider protone-antiprotone del CERN negli anni ottanta, alle verifiche di precisione a livello quantistico a colllisori elettrone-positrone come LEP (CERN) e SLC (Stanford) negli anni novanta. Con il recente annuncio dell'osservazione di una particella tipo Higgs all'LHC del CERN, la fisica delle particelle è entrata in una nuova era. La prossima sfida richiede di sondare le proprietà del bosone appena scoperto, come spin e parità, i suoi accoppiamenti ai fermioni e ai bosoni di gauge e il suo autoaccoppiamento. Sarà anche importante stabilire se il nuovo bosone è una particella elementare o composta, e se la sua scoperta è semplicemente il coronamento del Modello Standard oppure una pietra miliare lungo un cammino largamente inesplorato. A questo scopo, negli anni a venire sarà cruciale perseguire la ricerca di nuove particelle non previste nello spettro del Modello Standard, ed effettuare misure di precisione dei processi di produzione e decadimento della particella tipo Higgs. Questa ricerca si svolgerà alla frontiera dell'energia e dell'intensità ed è strettamente legata alla frontiera cosmica, poiché da esperimenti di collisione sarà possibile inferire l'esistenza - e forse scoprire - particelle in grado di risolvere il problema dell'origine della materia oscura nell'universo.

L'attività del gruppo di fisica teorica delle alte energie si inquadra in tale panorama generale. Il gruppo (G. Montagna, O. Nicrosini e F. Piccinini) è attivamente coinvolto da molti anni nello sviluppo di calcoli di precisione e generatori Monte Carlo per gli studi di fisica di interesse per i collisori alla frontiera dell'energia e dell'intensità. Al momento l'attività di ricerca teorica è svolta in vista dell'analisi dati, si ai collisori adronici Tevatron e LHC che ai collisori elettrone-positrone alla scala del GeV (flavor factories). Specifici temi di ricerca che sono in corso di sviluppo e offrono un ampio spettro di possibilità di lavoro sia a livello di laurea che di dottorato di ricerca sono: fisica elettrodebole e QCD a LHC, studio delle proprietà del bosone di Higgs e natura del meccanismo di rottura spontanea della simmetria elettrodebole, calcoli di ordine superiore in teoria delle perturbazioni per verifiche del Modello Standard e ricerche di nuova fisica.

Staff: Carlo Michel Carloni Calame, Guido Montagna, Oreste Nicrosini, Fulvio Piccinini

Back to Fisica Teorica delle Interazioni Fondamentali e Fisica Matematica