All truths are easy to understand once they are discovered; the point is to discover them.

Galileo Galilei

Perchè fare fisica?

7 Km

Lago di Ginevra

GinevraGiura

LHC dall’alto

CERN Main Site (Meyrin)

Si’, ci abitano davvero sopra!!

Altro che buchi neri… !!

LHC 100m sotto terra

durante i test dei magneti una saldatura ha ceduto ed è fuoriuscito elio superfluido (≈1 tonn)

Incidente 19 Settembre:

si riparte a metà 2009

2008 fisici+ingegneri

180 istituti

37 paesi

78 Milioni di canali elettronici

Peso totale : 12,500 tDiametro : 15 mLunghezza : 21.6 mCampo Magnetico : 4 Tesla

più ferro della Torre Eiffel!ENORME

COMPLICATADati raccolti /secondo = traffico di tutte le telecom del mondo/secondo

CMS è un’impresa tecnologica:

… ma anche umana/organizzativa:

su CMS non tramonta mai il sole!!

Il programma di fisica di CMS Ricerca del bosone di Higgs, “responsabile” della massa delle particelle elementari

Ricerca di Fisica oltre il Modello Standard:

• SuperSimmetria (SUSY)

ricco spettro di nuove particelle (un partner supersimmetrico per ogni particella nota) →

• Extra Dimensions

tra cui un buon candidato per la materia oscura

dimensioni aggiuntive arrotolate e confinate in scale ultramicroscopiche

Ingredienti necessari per la teoria delle stringhe

Il Modello Standard e’ una fenomenologia di bassa energia di una teoria piu’ ampia(EPlanck≈1019 GeV scala massima di validità del MS → oltre la gravità non è più trascurabile)

nuova fisica imprevista e inaspettata potrebbe emergere dall’LHC

Il problema della massa: il bosone di Higgs e oltre

L’Higgs è un campo che permea il vuoto, l’interazione delle particelle con questo campo è responsible della loro massa:

è come se le particelle dovessero muoversi dentro una “melassa”

Le masse delle particelle elementari sono numeri “messi a mano” nella teoria

sono misurate con ottima precisione

non sono prevedibili nel Modello Standard: sembrano numeri del tutto casuali senza nessuna struttura/periodicità !!

top

charm

updown

strange

bottom

muon

tau

electron

QUARK

LEPTONI

u

d s

c t

b

e

e

H→ZZ→4e

H→

H→ZZ→4 “Fotografie” dell’Higgs a CMS

Perchè?

Al CERN si fa ricerca “pura”: come è fatto l’universo? come si è formato? come si evolverà?...

“per seguir virtute e canoscenza” Per far progredire la civiltà!

per le ricadute tecnologiche:

• la costruzione di LHC e degli esperimenti ha posto sfide tecnologiche che hanno generato innovazione(raffreddamento LHC, campo magnetico CMS, … )

• l’analisi dei dati prodotti richiede strumenti software e modelli di computing all’avanguardia (www, GRID, …)

• ricadute a posteriori, non prevedibili

1 € investito dall’Italia → 1.5 € di commesse alle nostre industrie

yeE

m

t eE

m

L

v

e

m

yv

EL

2 2 2

22 2

2

La relatività (Einstein)Satelliti (GPS)

La scoperta dell’elettrone (Thomson)

Diagnostica medica (dalle radiografie alle TAC e oltre), adroterapia …

Il tubo catodico!

L’invenzione del LASER:

bisturi, lettura CD, …

L’importanza “etica” del CERNNato nel 1954 dopo la 2° Guerra Mondiale, oggi garantisce lacondivisione globale delle risorse e del sapere scientifico

20 Stati Membri Europei

Collaborazioni con scienzati da tutto il mondo(USA, Giappone, India, Iran, Corea, Cina…)

+

Italia 11.43% budget

(CMS 15% “teste”)

Il peso dell’Italia in CMSPhysics Coordinator

P.SphicasDeputies:

J.Incandela, R.Tenchini

MC generators

R.Chierici F. Stoeckli

HiggsC.MariottiA. Korytov

SUSYO.BuchmullerJ. Richman

EWKJ.AlcarazS.Dasu

B physicsJ.Olsen

P. Eerola

b-taggingT.BoccaliW. Adam

Jets/MissETD.Elvira

P. Schleper

MuonsM.MuldersR. Bellan

e/C.Seez

P. Meridiani

ParticleFlow/

C. BernetS. Gennai

Forward Physics

K. Piotrzkowski

Heavy IonsO.KodolovaG. Roland

QCDN.VarelasV. O’Dell

TopC.CampagnariT. Christiansen

ExoticaA.De Roeck

G. Landsberg

TrackingK. Burkett

B. Mangano

“Dirigenti” dei gruppi di fisica:italiani 9/34 > 25%

37% nei gruppi di “software”

41% nei gruppi di “hardware”

I giovani post-doc e ricercatori italiani sono i migliori: gruppi da tutto il mondo (USA) li cercano espressamente !!

Physics CoordinatorP.Sphicas

Deputies: J.Incandela, R.Tenchini

MC generators

R.Chierici F. Stoeckli

HiggsC.MariottiA. Korytov

SUSYO.BuchmullerJ. Richman

EWKJ.AlcarazS.Dasu

B physicsJ.Olsen

P. Eerola

b-taggingT.BoccaliW. Adam

Jets/MissETD.Elvira

P. Schleper

MuonsM.MuldersR. Bellan

e/C.Seez

P. Meridiani

ParticleFlow/

C. BernetS. Gennai

Forward Physics

K. Piotrzkowski

Heavy IonsO.KodolovaG. Roland

QCDN.VarelasV. O’Dell

TopC.CampagnariT. Christiansen

ExoticaA.De Roeck

G. Landsberg

TrackingK. Burkett

B. Mangano

“Dirigenti” dei gruppi di fisicaitaliani 9/34 > 25%

Il peso dell’Italia in CMS37% nei gruppi di “software”

41% nei gruppi di “hardware”

CMS - Torino

¼ spettrometro centrale per muoni (Drift Tubes)

parte dell’elettronica di lettura di ECAL

Enorme contributo:

• hardware (costruzione e commissioning)

• software e analisi

Nei laboratori di Torino assemblaggio e test di importanti parti di CMS:

Tracker Inner Disks

×18

CMS Torino: le personeLEGENDA:

INFN

Università

Precari

30% donne, uniformemente distribuite nella piramide

professore ordinario/dirigente di ricerca

primi ricercatori/prof. associato

ricercatori

assegnisti

dottorandi

53 anni (eccezione!!)

46 anni

37 anni

30 anni

25 anni

Posizione in carriera Età media

La vita di un ricercatore5 anni Università

3 anni Dottorato:

6 (→10) anni Post-Doc

ricercatore

professore associato

professore ordinario

35 (→ 45) ricercatore

primo ricercatore

dirigente di ricerca

45

>50

1150 → 1500 €

2000 → 3000 €

2600 → (3500 € con 14 anni di anzianità)

concorso (aperto)

concorso per titoli

1000 € (borsa di studio)

contratti temporanei (1→4 anni) in Italia e/o all’esteroItalia: 1350 € (contributi irrisori, liquidaz., tredicesima, anzianità, maternità)

concorso

concorso per titoli

2200 → 2400 €

2600 → 3400 €

1600 → 1800 €

concorsoUNIVERSITA’ INFN

(post-doc al CERN >3000 €)

ETA’

27 (→ 30)

Le motivazioni per fare ricerca

Se siete spinti dalla ricerca di “facili guadagni” consiglio vivamente carriere alternative!!

Le motivazioni devono essere molto forti!! Ci vuole molta passione:

un lavoro molto vario (hardware, software, teoria, analisi dati)

si lavora molto (9-10h al giorno )

si lavora sempre in gruppo, collaborazioni nazionali e internazionali (grande arricchimento umano)

sensazione di fare parte di uno sforzo comune utile per il futuro di tutti

ogni giorno è una nuova sfida!

“Mi chiamo Wolf, risolvo problemi” Pulp Fiction

si viaggia molto, è bene fare anche lunghi periodi all’estero

Perchè la ricerca a Fisica funziona?

Il nostro lavoro è completamente immerso in un ambiente internazionale

automatico referaggio esterno di alto livello

L’Università si deve interfacciare giornalmente con un istituto completamente dedicato alla ricerca: INFN

Questa presentazione la potete trovare qui: http://personalpages.to.infn.it/~bolognes/bolognesi.ppt

La fisica delle particelle “in a nutshell”

L’interazione tra i fermioni avviene tramite lo scambio di bosoni responsabili delle diverse forze:

fermionefermione bosone

Forza gravitazionale:

Forza elettromagnetica:

tiene uniti i protoni e i neutroni nel nucleoanche se di carica uguale e tiene uniti i quark Il suo messaggero è il gluone

radioattività, attività solare …I suoi messaggeri sono i W e la Z

caduta dei corpi, moto stellare…Il messaggero si pensa sia il gravitone

corrente, magneti, atomi, chimica… Il suo messaggero è il fotone

Forza forte:

Forza debole