Fisica Teorica



 
 

Fisica del Flavor e QCD su reticolo


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Gli studi nel settore di fisica del flavor sono principalmente motivati dalla ricerca di fisica oltre il Modello Standard, per la quale esistono gia' evidenze sperimentali (masse dei neutrini, materia oscura, asimmetria materia-antimateria) e forti indicazioni teoriche. Queste ricerche si basano su misure di precisione volte a rivelare i contributi delle particelle della nuova fisica nelle correzioni quantistiche virtuali. A tale scopo e' pertanto cruciale raggiungere un alto livello di accuratezza sia nelle misure sperimentali che nelle corrispondenti predizioni teoriche.

Il gruppo di Roma Tre svolge la sua attivita' seguendo due direzioni principali, le analisi fenomenologiche e gli studi numerici di QCD su reticolo. Relativamente alle prime, alcuni componenti del gruppo sono membri della collaborazione UTfit, una delle principali collaborazioni al mondo attive nelle analisi di fisica del flavor. Il suo obiettivo principale e' la determinazione della matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) e del triangolo di unitarieta', la cui area misura l'entita' della violazione di CP nel Modello Standard. Questi studi si basano su un'analisi combinata di informazioni teoriche e sperimentali e permette di ottenere predizioni per un'ampia classe di osservabili, sia nel Modello Standard che oltre.

Nel settore adronico della fisica del flavor, l'interpretazione dei sempre piu' precisi risultati prodotti dagli esperimenti richiede un'altrettanto accurata determinazione teorica dei parametri adronici rilevanti (costanti di decadimento, fattori di forma ecc.) che racchiudono gli effetti non perturbativi delle interazioni forti. Per queste determinazioni l'approccio privilegiato e' fornito dalle simulazioni numeriche di QCD su reticolo. Il nostro gruppo svolge attivita' in questo campo principalmente nell'ambito della collaborazione European Twisted Mass (ETMC), che coinvolge fisici di circa 20 istituti europei, ed utilizza per le simulazioni numeriche alcuni tra i piu potenti supercomputer al mondo, come l' IBM -Blue Gene/Q "Fermi" da 2 PFlop/s installato al centro di calcolo interuniversitario del Cineca. I risultati piu rilevanti ottenuti dal nostro gruppo in questa attivita' includono le determinazioni delle masse dei quark (quotate dal PDG), il calcolo dei parametri adronici rilevanti per la determinazione dell'angolo di Cabibbo e degli altri elementi della matrice CKM e i primi studi non perturbativi su reticolo delle correzioni elettromagnetiche e di isospin nelle osservabili di fisica dei mesoni K e pi.
 
Proprieta' termodinamiche della QCD tramite simulazioni numeriche su reticolo
 
Le attività di QCD su reticolo svolte dal nostro gruppo non riguardano solo la Fisica del Sapore, ma anche:
  • lo studio da principi primi del diagramma di fase a temperatura e densità finite. Tali temperature e densità sono sondate negli esperimenti di collisione di ioni pesanti ad alte energie e sono di rilevanza per le ripercussioni cosmologiche legate alla natura della transizione di confinamento, avvenuta nei primi microsecondi di vita dell'universo;
  • lo studio della risposta della materia e del vuoto di QCD a campi magnetici intensi, presumibilmente rilevanti a tempi cosmologici, e presenti nelle collisioni non centrali di ioni pesanti in alcuni tipi di stelle compatte (magnetars);
  • il calcolo delle proprietà topologiche della QCD, di importanza centrale per la comprensione del problema della CP forte e per la predizione delle proprietà degli assioni (uno dei possibili candidati di materia oscura).


Membri:


Collaborazioni

UTfit Collaboration
ETM Collaboration
Universita' degli Studi di Roma La Sapienza
Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata
Universita' di Pisa

Copyright© 2014 Dipartimento di Matematica e Fisica