Relazione Dipartimento 2006 - Dipartimento di Fisica G. Occhialini ...

Relazione anno 2006 

Direttore: 

Vicedirettore: 

Segretario Amministrativo: 

Prof. Federico Rapuano 

Prof. Giorgio Sironi 

Sig.a Anna Mangano 

Dipartimento di Fisica “G. Occhialini” 

Piazza della Scienza n. 3 - 20126 Milano 

www.unimib.it 

http://fisica.bicocca.mi.infn.it

Relazione Dipartimento di Fisica “G. Occhialini”, anno 2006 

INDICE 

pag. 

Presentazione del Dipartimento 3-4 

Attività amministrativo-contabile 4 

Personale del Dipartimento 5-8 

Attività didattica 9-10 

Attività scientifica 11 

Fisica teorica 

Personale 12 

Ricerca 

1) Teorie dei campi e di stringa 12 

2) Teoria dei campi del Modello Standard 13 

3) Teoria dei campi non-perturbativa 14 

4) Calcolo computazionale applicato a sistemi biologici complessi 15 

5) Fisica computazionale e sviluppo di calcolatori 16 

6) Meccanica statistica e sistemi complessi 17 

Pubblicazioni 18-19 

Fisica delle Particelle 

Personale 21 

Ricerca 

1) Esperimento CMS 22-23 

Pubblicazioni 23 

2) Esperimento Delphi 23 


3) Esperimento LHCb 24-25 


4) Esperimento HARP e NUFACT/MICE 25-26 


5) Sviluppo di rivelatori di radiazioni di grandi superfici 26 


6) Esperimento L3 27 


7) Esperimento AMS 28-30 


8) Esperimento FOCUS 31 


9) Fisica dei Neutrini 32-36 


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Astrofisica 

Personale 40 

Ricerca 41 

1) Cosmologia – Gruppo Radio 42 


2) Astrofisica e Cosmologia 44 


3) Cosmologia relativistica 50-51 


4) Galassie e oggetti compatti 52-53 


Plasmi 

Personale 55 

Ricerca 

1) Turbolenza nei plasmi 56 

2) Applicazioni industriali dei plasmi 56 

3) Microscopia ed analisi dei materiali 56 

4) Plasmi per la fusione termonucleare e spettroscopia neutronica 56-57 

5) Progetto Ancient Charm 57 

CENTRO PLASMA PROMETEO 57-62 


Laser e Plasmi 

Personale 67 

Ricerca 

1) Idrodinamica in plasmi prodotti da laser, shock e fisica dei materiali 

a fortissime pressioni 68-69 

2) Interazione laser materia in regime relativistico 70-71 

LABORATORI 71-75 


Biofisica 

Personale 80 

Ricerca 

1) Studio della fotodinamica di proteine 80-81 

2) Biofisica di singole molecole 81 

3) Imaging cellulare di tessuti con tecniche ottiche non lineari 81 


Elettronica 

Personale 84 

Ricerca 84-85 




PRESENTAZIONE DEL DIPARTIMENTO 

Il Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Milano - Bicocca, attivato alla fine del 1997, è 

intitolato a Giuseppe (Beppo) Occhialini, il grande fisico co-scopritore dell’antiparticella dell’elettrone e 

del mesone fortemente interagente. Beppo è stato l’indimenticato maestro di molti dei fisici del 

Dipartimento. 

Il Dipartimento è costituito da 52 tra docenti, ricercatori e tecnici, attivi in molti dei principali settori della 

moderna ricerca in Fisica; in collaborazione con 28 ricercatori, tecnologi e tecnici dell’Istituto Nazionale 

di Fisica Nucleare, coadiuvati da dottorandi e borsisti, essi svolgono ricerche principalmente nei 

seguenti settori: 

1) Fisica teorica: teoria delle interazioni fondamentali, teoria delle stringhe, teoria di sistemi a infiniti 

gradi di libertà e dei sistemi complessi, fisica computazionale e supercalcolo per lo studio di teorie 

quantistiche di campo; 

2) Fisica delle particelle elementari: esperimenti sulle interazioni fondamentali nei grandi laboratori 

internazionali (collisore ad alte energie al CERN e fisica dei neutrini al Gran Sasso); misure di 

fisica delle particelle rilevanti per l’astrofisica; 

3) Astrofisica e cosmologia: astronomia galattica ed extragalattica, cosmologia teorica ed 

osservativa; esperimenti sulla “radiazione fossile” diffusa e sulla distribuzione di antimateria nello 

spazio; osservazioni a lunghezze d’onda millimetriche, submillimetriche e infrarosse da terra e 

dallo spazio; teorie della materia oscura; 

4) Biofisica: esperimenti sulla dinamica e conformazione di biomolecole, analisi di singole proteine e 

DNA con microscopia ottica e a laser pulsato; 

5) Fisica dei plasmi: esperimenti su fenomeni non lineari e caotici in plasmi, turbolenza e trasporto in 

plasmi magnetizzati, plasmi prodotti da laser e fenomeni veloci, fusione magnetica e inerziale; 

Inoltre, vi sono forti sviluppi di fisica applicata in tutti i settori di ricerca “fondamentale”: 

• calcolo parallelo e fisica computazionale 

• radioattività ambientale 

• applicazioni tecnologiche dei plasmi 

• spettroscopia neutronica 

• strumentazione criogenica e a basso rumore 

• applicazioni della fisica alla medicina 

Le attività di ricerca si svolgono anche in collaborazione con altri Dipartimenti dell’Ateneo e con varie 

Università e Laboratori italiani e stranieri. Tra questi ricordiamo: CERN, Gran Sasso, Laboratori 

Nazionali di Frascati, Osservatorio INAF di Brera e Merate, Istituto IASF/INAF, DESY, Fermilab, MPI, 

Efda-JET, CNRS, RAL, LULI, Auroral Observatory of Tromso. 

I finanziamenti per le ricerche vengono da cofinanziamenti Università-MIUR, dagli Enti di ricerca 

(INFN, INFM, CNR, ASI, INAF, PNRA/CSNA), dai contratti con l’Unione Europea e con le industrie. 

I servizi per la ricerca sono anche in compartecipazione con gli Enti di ricerca che operano nel 

Dipartimento. In particolare, grazie anche a finanziamenti INFN è allestita l’Officina Meccanica nei 

locali dell’Edificio U9. L’INFN ha inoltre fornito il collegamento del Dipartimento alla rete nazionale 



GarrB con accesso da ben 34Mb/s. Tale collegamento garantisce una connettività eccezionale ad 

Internet, come richiesto dai moderni metodi per grandi esperimenti e per il calcolo distribuito su grandi 

scale (progetto GRID). 

E’ possibile consultare il sito Web del Dipartimento all’indirizzo: 

http://fisica.bicocca.mi.infn.it/it/ 

ATTIVITÀ AMMINISTRATIVO-CONTABILE 

L’attività amministrativo-contabile del Dipartimento nel corso dell’anno 2006 può essere riassunta come 

segue: 

Tabella sintetica dell’attività amministrativo-contabile 2006 

Mandati 1193 € 2.417.599,00 

Impegni 1016 € 2.663.048,00 

Reversali 64 € 2.221.64,00 

Accertamenti 82 € 2.782.972,00 

Missioni 445 € 160.000,00 

Pagamenti verso l’estero 46 € 278.899,00 

Registrazioni Materiali inventariati 221 € 1.338.163,00 

Variazioni di bilancio 148 € 3.811.629,00 



PERSONALE DEL DIPARTIMENTO 

Professori Ordinari 

Baldini Giancarlo 

Boella Giuliano 

Bonometto Silvio 

Chincarini Guido 

Chirico Gilberto 

Destri Claudio 

Fiorini Ettore 

Fontanesi Marcello 

Girardello Luciano 

Marchesini Giuseppe 

Negri Pietro 

Pullia Antonio 

Rapuano Federico 

Sironi Giorgio 

Professori Associati 

Batani Dimitri 

Brofferio Chiara 

Calvi Marta 

Colpi Monica 

Enriotti Mirella 

Gavazzi Giuseppe 

Gervasi Massimo 

Gorini Giuseppe 

Paganoni Marco 

Penati Silvia 

Ragazzi Stefano 

Riccardi Claudia 

Sassi Giandomenico 

Tabarelli de Fatis Tommaso 

Zaffaroni Alberto 

Zanotti Luigi 

Ricercatori 

Barni Ruggero 

Collini Maddalena 

D’Alfonso Laura 

Lucchini Gianni 

Nucciotti Angelo 

Oleari Carlo 

Pavan Maura 

Pensotti Simonetta 

Zannoni Mario 



Personale Amministrativo 

Branzoni Lorella 

De Vita Stefania 

Fornari Paola 

Galimberti Stefano 

Mangano Anna 

Mormile Bruno 

Venditti Ciro 

Personale Tecnico 

Banfi Stefano 

Baù Sandro 

Benocci Roberto 

Boncristiano Antonello 

Callegaro Cristiano 

De Lucia Antonio 

Galassi Alessandro 

Govoni Pietro 

Mietner Alessandro 

Milani Roberto 

Passerini Andrea 

Piselli Moreno 

Sisti Monica 

Assegnisti e Borsisti 

Antonicci Anna 

Arnaboldi Claudio 

Banfi Andrea 

Bellunato Tito 

Cannone Fabio 

Capelli Silvia 

Casarini Luciano 

Cattaneo Roberta 

Colombo Loris 

Croccolo Fabrizio 

Esena Paola 

Guidorzi Cristiano 

La Parola Valentina 

Mainini Roberto 

Mapelli Michela 

Moroni Elisabetta 

Perelli Enrico 

Romagnoni Alberto 

Roman Eduardo 

Sartirana Andrea 

Tartari Andrea 

Udai Kumar 



Venkatakrishnan Narayanan 

Dottorandi 

XIX Ciclo 

Butti Agostino 

Dezulian Riccardo 

Fugazza Dino Pierluigi 

Mariotti Alberto 

Mazzanti Liuba 

Miccio Concetta 

Romano Antonio Enea 

Salerno Roberto 

Tartaglino M. Gabriele 

XX Ciclo 

Caccia Michele 

Citterio Alessandro 

Cucciati Olga 

Malberti Martina 

Mariotti Alberto 

Mattana Fabio 

Nobile Andrea 

Nones Claudia 

Pirrone Marco 

Siliprandi Riccardo 

Viganò Sara 

XXI Ciclo 

Bosisio Chiara 

Cerati Giuseppe 

De Vecchi Bernadetta 

Grossetti Giovanni 

Moro Alessandro 

Ognissanto Flora 

Proverbio Luca 

Quercioli Valentina 

Ricci Daria 

Sala Leonardo 

Tancini Valentina 



All’attività di ricerca del Dipartimento collabora anche il seguente personale dell’Istituto Nazionale di 

Fisica Nucleare: 

Ricercatori 

Bonesini Maurizio 

Butera Paolo 

Carbone Luca (tecnologo) 

Cattadori Carla Maria 

Cremonesi Oliviero 

D’Angelo Pasquale 

Dini Paolo (tecnologo) 

Magni Stefano (tecnologo) 

Malvezzi Sandra 

Matteuzzi Clara 

Menasce Dario 

Moroni Luigi 

Nason Paolo 

Pedrini Daniele 

Pepe Michele 

Pessina Gianluigi (tecnologo) 

Pirro Stefano 

Previtali Ezio 

Rancoita Pier Giorgio 

Redaelli Nicola 

Sala Silvano 

Tecnici 

Bertoni Roberto 

Ceruti Giancarlo 

Chignoli Francesco 

Gaigher Roberto 

Galotta Giulio 

Mazza Roberto 

Perego Maurizio 

Amministrativi 

Cucchiarini Annalisa 

Perrone Marilena 



ATTIVITÀ DIDATTICA 

I compiti didattici dei docenti e dei ricercatori del Dipartimento riguardano gli insegnamenti del 

Corso di laurea in Fisica e dei Corsi di laurea specialistica in Fisica ed in Astrofisica e Fisica dello 

Spazio; riguardano inoltre gli insegnamenti della Fisica in altri Corsi di laurea dell’Ateneo: Matematica, 

Informatica, Scienze e Tecnologie Geologiche, Scienze e Tecnologie per l’Ambiente, Scienze 

Biologiche, Biotecnologie, Scienza dei Materiali e Scienze della Formazione Primaria. 

Il Corso di Laurea di primo livello in Fisica è strutturato con l’obiettivo principale di assicurare allo 

studente un’adeguata padronanza sia di metodi e contenuti scientifici generali che di specifiche 

conoscenze professionali nei settori della fisica fondamentale e della fisica applicata e consiste di: 

• un primo biennio rivolto ad un’ampia formazione di base, 

• un terzo anno dedicato all'approfondimento di alcune tematiche specifiche nell’ambito dei 

seguenti curricula: 

a) Astrofisica 

b) Biofisica e fisica medica 

c) Elettronica dei sistemi digitali 

d) Fisica ambientale 

e) Particelle elementari 

f) Struttura della materia 

g) Fisica dello stato solido 

h) Fisica dei plasmi 

i) Teorico generale 

Il Corso di laurea specialistica in Fisica si propone come obiettivo di completare la formazione 

del fisico iniziata con la laurea di primo livello in Fisica portando lo studente a raggiungere completa 

padronanza di metodi e contenuti scientifici generali e conoscenze specifiche professionali nei settori 

della fisica fondamentale e della fisica applicata. 

Il piano degli studi è organizzato per aree tematiche cui corrispondono altrettanti curricula: 

a) Biofisica, Fisica medica e ambientale 

b) Fisica delle particelle elementari 

c) Fisica dei plasmi 

d) Fisica dello stato solido 

e) Fisica teorica generale 

Il Corso di laurea specialistica in Astrofisica e Fisica dello Spazio si propone come obiettivo di 

completare la formazione iniziata con la laurea di primo livello, portando lo studente a raggiungere una 

completa padronanza di metodi e contenuti scientifici generali e conoscenze specifiche professionali 

nei settori della fisica fondamentale, della fisica applicata, dell’astrofisica, della fisica dello spazio e di 

altri settori interdisciplinari della fisica e dell’astrofisica. 

Prospettive occupazionali dei nostri laureati, la cui preparazione è ampiamente riconosciuta ed 

apprezzata anche a livello internazionale, si hanno attualmente nell'industria (ad es. settori elettronico, 

informatico e biomedico), nel mondo della ricerca scientifica (enti di ricerca, imprese, università, 

osservatori astronomici e enti di ricerca spaziale), dell’istruzione (scuola) e in aree particolari in cui è 



richiesta la capacità di costruire modelli di realtà complesse non necessariamente fisiche (ad es. 

banche, imprese finanziarie, società di consulenza). 

E’ attivo inoltre il Dottorato in Fisica ed Astronomia, coordinato dal Prof. Claudio Destri. 

Il Dipartimento organizza e collabora a varie attività per la divulgazione della Fisica: per gli studenti dei 

Corsi di laurea e delle Scuole Medie Superiori il Dipartimento organizza cicli di seminari generali, visite 

ai propri gruppi di ricerca e laboratori, nonchè corsi in settori della Fisica moderna direttamente presso 

le Scuole. 

Nell’ambito del Progetto Lauree Scientifiche del Ministero, è stato realizzato LABEX, Laboratorio di 

Fisica a disposizione di studenti di Scuole Medie Superiori guidati da propri insegnanti con l’assistenza 

di personale docente e tecnico del Dipartimento. 

In collaborazione con l’Associazione Italiana per la Fisica, sono state svolte le gare di II livello della 

Lombardia per le OLIMPIADI DELLA FISICA e sono stati organizzati corsi di preparazione per le prove 

pratiche e scritte. 

Nell’ambito dell’iniziativa “Il Bello della Fisica” sono stati svolti corsi d’introduzione alla Fisica Avanzata 

per studenti delle Scuole Medie Superiori. 

Sono stati svolti corsi introduttivi alla Meccanica Quantistica ed alla Relatività Speciale. 



ATTIVITÀ SCIENTIFICA 

FISICA TEORICA 

Teorie dei campi e di stringa, teorie dei campi del modello standard, fisica computazionale e sviluppo 

di calcolatori. 

FISICA DELLE PARTICELLE 

Fisica subnucleare presso i grandi acceleratori, Fisica dei neutrini senza acceleratori, ricerca di 

antimateria nello spazio, misure dirette della massa del neutrino. 

ASTROFISICA 

Modelli e teorie cosmologiche, studio sperimentale della radiazione cosmica di fondo, rivelazione di 

antimateria nello spazio, galassie, astrofisica delle alte energie. 

Sviluppo di strumentazione avanzata, a basso rumore, per osservazioni a varie lunghezze d’onda dal 

cm, al mm al sub-mm. 

FISICA DEI PLASMI 

Plasmi a confinamento magnetico, plasmi termonucleari, plasmi prodotti da laser, applicazioni 

industriali dei plasmi. 

BIOFISICA 

Studio sperimentale della dinamica e della conformazione di biomolecole, proteine e DNA. 

FISICA APPLICATA 

Fisica computazionale e sviluppo di calcolatori, laboratorio di radioattività ambientale, laboratorio per 

lo studio del danno da radiazione in semiconduttori, applicazioni industriali dei plasmi. 



FISICA TEORICA 

Personale 

Destri Claudio 

Girardello Luciano 

Marchesini Giuseppe 

Rapuano Federico 

Enriotti Mirella 

Penati Silvia 

Zaffaroni Alberto 

Oleari Carlo 

Simma Hubert 

Nason Paolo 

Butera Paolo 

Pepe Michele 

Professore Ordinario 




Professore Associato 



Ricercatore 

Professore a contratto 

Dirigente di ricerca INFN 

Primo ricercatore INFN 

Ricercatore (art. 23) INFN 

Dottorandi: 

- Butti Agostino, Mazzanti Liuba, Miccio Concetta, Nobile Andrea, Tartaglino Mazzucchelli Gabriele 

(XIX ciclo); Mariotti Alberto, Pirrone Marco (XX ciclo); Alioli Simone, Amariti Antonio, Ratti Carlo 

Alberto, Re Emanuele (XXII ciclo) 

Assegnisti, borsisti: 

Banfi Andrea, McReynolds Sean, Moroni Elisabetta, Orlando Domenico, Romagnoni Alberto, Sartirana 

Andrea 

Ricerca 

1) Teorie dei campi e di stringa 

L. Girardello, S. Penati, A. Zaffaroni, S. McReynolds, D. Orlando, A. Romagnoni, A. Butti, L. 

Mazzanti, G. Tartaglino Mazzucchelli, A. Mariotti, M. Pirrone, C.A. Ratti 

L'interesse principale del gruppo è lo studio dei meccanismi di base delle interazioni 

fondamentali. Le maggiori attività coinvolgono la teoria quantistica dei campi, la gravità quantistica, le 

teorie di gauge, la supersimmetria e la teoria delle stringhe. 

Uno dei problemi più importanti della fisica teorica contemporanea è la ricerca di una 

formulazione quantistica consistente nella teoria della gravitazione che mette in luce la sua relazione 

con le altre interazioni fondamentali (unificazione). La teoria delle stringhe ha vari requisiti per essere 

considerata la teoria definitiva. 

La teoria delle stringhe è un modello i cui gradi di libertà fondamentali sono associati ad oggetti 

monodimensionali estesi, le stringhe, anzichè ad oggetti puntiformi come in teoria dei campi. Tale 

sostituzione introduce una lunghezza elementare, la lunghezza della stringa appunto, che mitica le 

divergenze ad alte energie della teoria dei campi dovute alla località delle interazioni. Come tale, 

quindi, la stringa permette una descrizione consistente della gravità quantistica nonchè una descrizione 

unificata delle quattro forze fondamentali in natura (interazione elettromagnetica, forte, debole e 

gravitazionale). 



La stringa suggerisce l’esistenza di uno spazio-tempo dieci o undici dimensionale da cui 

l’ordinario universo in quattro dimensioni emerge come teoria effettiva attraverso vari meccanismi 

(compattificazione delle dimensioni extra o confinamento su iperpiani detti D-brane). 

Uno degli aspetti più interessanti della teoria delle stringhe è la congetturata dualità tra la teoria 

delle stringhe come teoria di supergravità e teorie di gauge (corrispondenza AdS/CFT). Questa dualità 

potrebbe avere delle importanti ricadute nella descrizione di processi non perturbativi in QCD 

(Quantum-Chromo-Dynamics, la teoria che descrive le interazioni forti) in termini di una teoria di gravità 

perturbativa in dimensioni maggiori di quattro. 

In questo ambito le principali attività del gruppo riguardano: 

- La corrispondenza AdS/CFT, con particolare riguardo alla descrizione duale di teorie di gauge con 

supersimmetria ridotta in regime di accoppiamento forte in termini di teorie di stringa/supergravità in 

dimensioni più alte. 

- Lo studio di teorie di gauge supersimmetriche in regime non perturbativo con rottura soffice della 

supersimmetria, rottura dinamica della supersimmetria e vuoti metastabili. 

- Calcolo perturbativo di quantità di interesse fisico (funzioni di correlazione, dimensioni anomale di 

operatori composti) in teorie di gauge supersimmetriche. 

- Soluzioni esatte delle equazioni di stringa, con particolare riguardo a backgrounds con proprietà di 

integrabilità. 

- Teorie di campo supersimmetriche e supergravità in dimensione maggiore di quattro di interesse per 

modelli di compattificazione di stringa, modelli con dimensioni extra e corrispondenza olografica tra 

teorie di supergravità nel bulk e teorie di gauge su D-brane. 

- Teorie di campo supersimmetriche definite in superspazio non(anti)commutativo ottenute, nel limite a 

basse energie, da backgrounds di stringa con forme di RR accese. 

2) Teoria dei campi del Modello Standard 

G. Marchesini, P. Nason, C.Oleari, S. Alioli, A. Banfi, E. Re 

Il Modello Standard è la teoria di campo effettiva che descrive le interazioni elettrodeboli e forti 

alle scale di energia oggi accessibili sperimentalmente. 



Il gruppo di Milano - Bicocca studia vari aspetti del Modello Standard e dei fenomeni cui dà 

luogo. Nell'imminente partenza del collisore di protoni LHC al CERN di Ginevra, si studiano vari 

fenomeni di produzione rilevanti per la scoperta di nuove particelle e per la stima dei backgrounds in 

collisioni adroniche. 

Poichè la fisica dei collisori adronici è dominata dalle interazioni forti, gran parte dell'attività del 

gruppo è volta allo studio e alla simulazione di effetti forti in fenomeni di alta energia, come: 

a) Calcolo di processi di alta energia, con l'inclusione delle correzioni radiative di QCD (Quantum- 

Chromo-Dynamics) al primo ordine sottodominante. 

b) Studio di effetti forti dominanti in certe regioni cinematiche, che richiedono la risommazione della 

serie perturbativa di QCD a tutti gli ordini, legati alla emissione di gluoni soffici. 

c) Simulazione dei fenomeni adronici nell'ambito degli algoritmi di Parton Shower, nuovi algoritmi di 

simulazione più accurati nelle emissioni soffici, e inclusione di correzioni di QCD all'ordine 

sottodominante. 

Si studiano in particolare fenomeni di produzione di getti adronici, di quark pesanti (charm, bottom, 

top), del bosone di Higgs in collisioni effettive di bosoni W, di produzione di coppie di W e Z, anche 

nell'ambito della collisione effettiva di coppie di W/Z. 

3) Teoria dei campi non-perturbativa 

G. Marchesini, M. Pepe, H. Simma 

Quantum-Chromo-Dynamics è la teoria quantistica dei costituenti (quark e gluoni) delle 

particelle con interazione forte. Molte osservabili della QCD non possono essere calcolate con metodi 

perturbativi o analitici a causa della natura complessa delle interazioni forti, in particolare a basse 

energie. 

Esempi di tali osservabili sono le masse degli adroni (cioè particelle composte da quark e 

gluoni, come protone o pione) o gli elementi di matrice dell'Hamiltoniana effettiva, che in molti processi 

elettrodeboli (come decadimenti o mescolamenti di mesoni D o B) servono per calcolare le quantità 

che si misurano negli esperimenti. 

Per poter calcolare quantità non-perturbative in QCD da principi primi con metodi numerici, la 

teoria dei campi è studiata su uno spazio-tempo discretizzato. 

Queste simulazioni su "reticolo" richiedono una potenza di calcolo enorme e quindi l'uso di 

supercalcolatori. 

Per esempio, per determinare i parametri fondamentali della QCD (la costante di 

accoppiamento e le masse dei quark) in regime non-perturbativo, la teoria è simulata su reticoli con 

estensioni diverse. Solo cosi è possibile estrapolare con alta precisione i risultati al limite del continuo e 

calcolare anche il "running" non-perturbativo, cioè la variazione dei parametri rinormalizzati con 

l'energia. 

In questo ambito l’attività del gruppo riguarda in particolare: 

- Simulazioni numeriche a grande scala su computer parallelo apeNEXT, sviluppato nel progetto 

speciale APE dell’INFN, per determinare la scala di riferimento per la costante d’accoppiamento 

“running” in QCD e per studiare lo spettro dei mesoni nel limite di “quenching”. 

- Numerical Stochastic Perturbation Theory (NSPT) per calcoli perturbativi a ordini alti in teorie di 

gauge. 



4) Calcolo computazionale applicato a sistemi biologici complessi 

C. Destri, F. Rapuano, C. Miccio, E. Moroni, A. Nobile 

I sistemi biologici sono in generale dei sistemi complessi, ovvero sistemi costituiti da un grande 

numero di unità molto interdipendenti e interagenti tra loro in maniera non lineare. Per descrivere il 

comportamento di un sistema biologico è quindi necessario comprendere come queste parti 

interagiscano tra loro e con l'ambiente circostante. Da un punto di vista metodologico lo studio dei 

sistemi biologici complessi richiede l'applicazione di nuovi approcci che, diversamente da quelli 

tradizionali, tengono conto di tale complessità. Negli ultimi 10-15 anni lo studio dei sistemi biologici 

complessi ha attirato l'attenzione di fisici, matematici e informatici che, in collaborazione con i biologi, 

hanno adattato a questo ambito e combinato insieme metodi d'indagine sviluppati originariamente nelle 

rispettive discipline. 

In questo ambito, l'attività del gruppo riguarda: 

- Lo studio dell'interazione DNA-proteina 

Nelle cellule esistono diversi meccanismi che operano per selezionare i geni che devono 

essere espressi o che devono rimanere silenti. Uno di questi meccanismi è il controllo della trascrizione 

genica. La trascrizione genica è il processo di trasferimento dell'informazione contenuta nel DNA 

all'RNA. Questo processo è promosso o inibito tramite l'azione coordinata di proteine regolatrici che si 

legano a particolari regioni di controllo del DNA. L'interazione DNA-proteina può essere studiata con 

metodi computazionali che offrono diversi vantaggi rispetto ai metodi sperimentali tradizionali. In 

questo ambito l'attività del gruppo è focalizzata nello studio di potenziali fisici che approssimano 

l'affinità di legame DNA-proteina allo scopo di identificare siti di legame nel DNA per proteine regolatrici 

a partire dalla loro struttura tridimensionale. 

Simulazione di interazione Proteina - DNA 

- Lo studio della rete di omologia e di modelli evolutivi delle proteine. 

Dal livello di similarità di due sequenze proteiche è possibile avere un'indicazione del loro grado di 

omologia, ovvero della loro distanza evolutiva. Questa informazione è oggi disponibile per un numero 



elevatissimo di proteine appartenenti a differenti specie di organismi. Applicando tecniche proprie della 

teoria dei grafi, studiamo la rete di omologia di proteine i cui nodi rappresentano le sequenze proteiche 

e i lati la relazione di omologia. Dall'analisi della topologia locale e globale del grafo e dalla 

organizzazione spaziale dei suoi clusters, si potrebbe sia predire la funzione biologica (ancora ignota) 

di una proteina sia individuare quali siano le relazioni biologiche tra gruppi di proteine evolutivamente 

sempre più distanti, ricavando informazioni essenziali sul processo evolutivo delle proteine. Il processo 

biologico di evoluzione delle sequenze proteiche è inoltre modellizzato teoricamente, facendo ricorso a 

tecniche e idee fondamentali della meccanica statistica, in particolare attraverso processi stocastici che 

tentano di riprodurre le proprietà generali della distribuzione reale di proteine. 

L'immagine raffigura un network di omologia di proteine costruito a partire da più di 42 miliardi 

di allineamenti tra 289069 sequenze proteiche provenienti da circa 90 genomi. Il grafo è formato da 

27325 componenti connesse con un totale di lati 7940873. Ogni lato è colorato di blu se connette due 

proteine della stessa specie, di rosso se le due proteine connesse sono di due differenti specie. 

5) Fisica computazionale e sviluppo di calcolatori 

P. Butera, C. Destri, G. Marchesini, F. Rapuano, H. Simma 

Le simulazioni large-scale per la QCD sul reticolo, per la meccanica statistica e per altri 

problemi del calcolo scientifico richiedono algoritmi numerici efficienti ed una potenza di calcolo 

enorme che può essere raggiunta solo con supercalcolatori paralleli. 

Per questo motivo il gruppo svolge ricerca sia su algoritmi (per la QCD e problemi generali 

come la FFT su macchine parallele) sia su architetture e tecnologie dei calcolatori paralleli. In 

particolare, il gruppo partecipa nell'ambito del progetto APE allo sviluppo di macchine "custom" con alta 

prestazione ed efficienza per la QCD. La generazione più recente di questa linea è apeNEXT. Dopo 

l'assemblaggio di varie installazioni di apeNEXT in Europa con un totale di più di 12000 processori, nel 

gruppo a Milano continuano attività per l'ottimizzazione del software di compilazione e l'integrazione di 

un linker. 

Con l'installazione di un terzo cluster Linux da Eurotech, il nostro Laboratorio di Calcolo 

Parallelo ha a disposizione una prestazione di 400 Gflops con processori standard. Inoltre, per 



simulazioni di QCD una potenza di calcolo di 700 Gflops peak è fornita da un sistema locale di 256 

nodi APEmille e tramite accesso remoto a 512 nodi apeNEXT dell'installazione centrale nella sezione 

INFN di Roma. 

Una scheda con il nodo base di apeNEXT 

Poichè fra pochi anni anche la potenza di apeNEXT non sarà più sufficiente per simulazioni 

competitive a livello mondiale, abbiamo iniziato a studiare architetture e tecnologie per un futuro 

calcolatore ad altissima prestazione. Una soluzione interessante sono processori multi-core come il 

Cell di Soni-Toshiba-IBM. Il suo potenziale è analizzato tramite benchmark dettagliati e modelli teorici. 

Una macchina QCD basata su processori standard richiede però lo sviluppo di una rete di 

comunicazione veloce e semplice, simile a quella di APE. Un punto chiave degli studi è quindi la 

possibilità di agganciare la rete custom in modo diretto ed efficiente a un tale processore commerciale. 

6) Meccanica statistica e sistemi complessi 

P. Butera, C. Destri, C. Miccio, M. Pepe 

Si studiano sistemi di spin classici e quantistici su reticolo mediante sviluppi in serie della 

temperatura inversa (nel linguaggio della teoria dei campi, mediante sviluppi in accoppiamento forte). 

Si studiano forze a lungo range tra buche in modelli ferromagnetici che sono i precursori dei 

superconduttori ad alte temperature. Un’azione effettiva a basse energie per il sistema magnoni-buche 

è stata costruita. 

Si studiano proprietà di rinormalizzabilità e aspetti di universalità mediante modelli statistici su 

strutture disordinate. Si applicano tecniche di calcolo allo studio della teoria dei campi classica e 

quantistica fuori dell’equilibrio. Lo scopo principale è quello di chiarire i processi di termalizzazione che 

trovano applicazioni nella cosmologia primordiale e negli attuali esperimenti sulla collisione di ioni 

pesanti. 

Collaborazioni con Enti esterni: 

- In Italia: INFN, Università degli studi di Milano, Pisa, Padova, Genova, Firenze, Verona, Torino, 

Parma, Roma La Sapienza, Roma Tor Vergata, Ferrara. 



- All'estero: New York University; Ecole Polytechnique (Parigi); CERN; LPTHE; Universitè Pierre et 

Marie Curie, Paris VI; Denis Diderot, Paris VII; University of Pittsburgh; McGill University, Montreal; 

LAPTH, Annecy; Max Planck Institute, Potsdam; Saclay; Duhram; DESY-Zeuthen (Germania); DESY- 

Hamburg (Germania); Univ. of Muenster (Germania); Nikheff; Fermilab; Melbourne Univ. (Australia); 

Landau Institute, Chernogolovka (Russia); Univ. H. Poincarè, Nancy (Francia); Cambridge (UK); 

Sanpietroburgo (Russia); Southhampton (UK); Notre Dame (USA); University of Maryland (USA); 

Patras Univ. (Greece); Bern Univ. (Svizzera). 

Pubblicazioni: 

1. A. Amariti, L. Girardello, A. Mariotti, “NON-SUPERSYMMETRIC META-STABLE VACUA IN SU(N) 

SQCD WITH ADJOINT MATTER”- JHEP 0612:058, 2006 

2. A. Butti, “DEFORMATIONS OF TORIC SINGULARITIES AND FRACTIONAL BRANES” - JHEP 

0610:080, 2006 

3. S.J. Gates Jr., S. Penati, G. Tartaglino-Mazzucchelli, “6D SUPERSYMMETRIC NONLINEAR 

SIGMA-MODELS IN 4D, N=1 SUPERSPACE” - JHEP 0609:006, 2006 

4. S.J. Gates Jr., S. Penati, G. Tartaglino-Mazzucchelli, “6D SUPERSYMMETRY, PROJECTIVE 

SUPERSPACE AND 4D, N=1 SUPERFIELDS” - JHEP 0605:051, 2006 

5. L. Girardello, A. Mariotti, G. Tartaglino-Mazzucchelli, “ON SUPERSYMMETRY BREAKING AND 

THE DIJKGRAAF-VAFA CONJECTURE”- JHEP 0603:104, 2006 

6. M.T. Grisaru, S. Penati, A. Romagnoni, “NON(ANTI)COMMUTATIVE SYM THEORY: 

RENORMALIZATION IN SUPERSPACE” - JHEP 0602:043, 2006 

7. A. Mauri, S. Penati, M. Pirrone, A. Santambrogio, D. Zanon, “ON THE PERTURBATIVE CHIRAL 

RING FOR MARGINALLY DEFORMED N=4 SYM THEORIES” - JHEP 0608:072, 2006 

8. M. Gunaydin, S. McReynolds, M. Zagermann, “THE R-MAP AND THE COUPLING OF N=2 

TENSOR MULTIPLETS IN 5 AND 4 DIMENSIONS” - JHEP 0601:168, 2006 

9. S. McReynolds, “FIVE-DIMENSIONAL YANG-MILLS-EINSTEIN SUPERGRAVITY ON ORBIFOLDS: 

PARITY ASSIGNMENTS” Phys. Rev. D73:065025, 2006 

10. R. Minasian, M. Petrini, A. Zaffaroni, “GRAVITY DUALS TO DEFORMED SYM THEORIES AND 

GENERALIZED COMPLEX GEOMETRY”' - JHEP 0612:055, 2006 

11. D. Orlando, P.M. Petropoulos, “CORFU 05 LECTURES. PART I. STRINGS ON CURVED 

BACKGROUNDS” J. Phys. Conf. Ser. 53:551, 2006. 

12. D. Orlando, P.M. Petropoulos, K. Sfetsos, “RENORMALIZATION-GROUP FLOWS AND CHARGE 

TRANSMUTATION IN STRING THEORY” Talk given at 8th Hellenic School on Elementary Particle 

Physics (CORFU2005), Corfu, Greece, 4-26 Sep 2005. Fortsch. Phys. 54:453-461, 2006 

13. D. Orlando, “COSET MODELS AND D-BRANES IN GROUP MANIFOLDS” Phys. Lett. B643:290- 

293, 2006 

14. M. Pirrone, “GIANTS ON DEFORMED BACKGROUNDS” - JHEP 0612:064, 2006 

15. Small x Collaboration (Jeppe R. Andersen et al.) (G. Marchesini), “SMALL X PHENOMENOLOGY: 

SUMMARY OF THE 3RD LUND SMALL X WORKSHOP IN 2004” EUR. PHYS. J. C 48:53-105, 2006 



16. A. Banfi, G.P. Salam, G. Zanderighi, “INFRARED SAFE DEFINITION OF JET FLAVOR” EUR. 

PHYS. J. C 47:113-124, 2006 

17. M. Cacciari, P. Nason, C. Oleari, “A STUDY OF HEAVY FLAVORED MESON FRAGMENTATION 

FUNCTIONS IN E+ E- ANNIHILATION” - JHEP 0604:006, 2006 

18. Y. Delenda, R. Appleby, M. Dasgupta, A. Banfi, “ON QCD RESUMMATION WITH K(T) 

CLUSTERING” - JHEP 0612:044, 2006 

19. Yu.L. Dokshitzer, G. Marchesini, G.P. Salam, “REVISITING PARTON EVOLUTION AND THE 

LARGE-X LIMIT” PHYS. LETT. B 634:504-507, 2006 

20. Yu.L. Dokshitzer, G. Marchesini, “SOFT GLUONS AT LARGE ANGLES IN HADRON 

COLLISIONS” - JHEP 0601:007, 2006 

21. B. Jager, C. Oleari, D. Zeppenfeld, “NEXT-TO-LEADING ORDER QCD CORRECTIONS TO Z 

BOSON PAIR PRODUCTION VIA VECTOR-BOSON FUSION” PHYS. REV. D 73:113006, 2006 

22. B. Jager, C. Oleari, D. Zeppenfeld, “NEXT-TO-LEADING ORDER QCD CORRECTIONS TO W+W- 

PRODUCTION VIA VECTOR-BOSON FUSION” - JHEP 0607:015, 2006 

23. P. Nason, G. Ridolfi, “A POSITIVE-WEIGHT NEXT-TO-LEADING-ORDER MONTE CARLO FOR Z 

PAIR HADROPRODUCTION” - JHEP 0608:077, 2006 

24. Particle Data Group (W.-M. Yao et al.)(P. Nason), “SECTION ON FRAGMENTATION 

FUNCTIONS, REVIEW OF PARTICLE PHYSICS” J. PHYS. - G - 33:1-1232, 2006 

25. A. Nobile, F. Rapuano, “STUDY OF A MODEL FOR THE FOLDING OF A SMALL PROTEIN” J. 

PHYS. COND. MATT. 18, 5687, 2006 

26. apeNEXT Collaboration (F. Belletti et al., H. Simma), “THE APENEXT PROJECT” Prepared for 

10th International Workshop on Advanced Computing and Analysis Techniques in Physics Research 

(ACAT 05), Zeuthen, Germany, 22-27 May 2005. Nucl. Instrum. Meth. A559:90-94, 2006 

27. B.B Beard, M. Pepe, S. Riederer, U.J. Wiese, “EFFICIENT CLUSTER ALGORITHM FOR CP(N-1) 

MODELS” Comput. Phys. Commun. 175 (2006) 629 

28. C. Brügger, F. Kämpfer, M. Pepe, U.J. Wiese, “MAGNON-MEDIATED BINDING BETWEEN 

HOLES IN AN ANTIFERROMAGNET” EUR. J. PHYS. 53 (2006) 433 

29. C. Brügger, F. Kämpfer, M. Moser, M. Pepe, U.J. Wiese, “TWO-HOLE BOUND STATES FROM A 

SYSTEMATIC LOW-ENERGY EFFECTIVE FIELD THEORY FOR MAGNONS AND HOLES IN AN 

ANTIFERROMAGNET” Phys. Rev. B 74, (2006) 224432 

30. C. Destri, A. Sartirana, “IMPROVED HARTREE-FOCK RESUMMATIONS AND SPONTANEOUS 

SYMMETRY BREAKING” Phys. Rev. D 73:025012, (2006) 

31. C. Destri, H.J. de Vega, “ULTRAVIOLET CASCADE IN THE THERMALIZATION OF THE 

CLASSICAL \PHI^4 THEORY IN 3+1 DIMENSIONS” Phys. Rev. D 73, 025014 (2006) 

32. F. Rapuano et al. (the APE Collaboration), “COMPUTING FOR LATTICE QUANTUM CHROMO 

DYNAMICS: APENEXT” IEEE CISE Vol. 8, No. 1, (2006) 

Progetti finanziati: 

a) PRIN (Cofinanziamento MIUR): 



TEORIE DI GAUGE E DI STRINGA - Anno 2005 - Coordinatore locale: L. Girardello 

(Cofinanziamenti precedenti: 1997, 1999, 2001, 2003) 

STUDI PERTURBATIVI E NON PERTURBATIVI IN TEORIE QUANTISTICHE DEI CAMPI PER LE 

INTERAZIONI FONDAMENTALI - Anno 2004 - 

Prot. 2004023950 - Coordinatore locale e nazionale: G. Marchesini 

b) Iniziative specifiche INFN: 

MI12 - Coordinatore locale (e nazionale) L. Girardello 

MI11 - Coordinatore locale G. Marchesini 

PR21 - Coordinatore locale P. Nason 

TO61 - Coordinatore locale C. Destri 

c) Progetto speciale APE (INFN) 

d) Contratti CEE: 

"Constituents, Fundamental Forces and Symmetries of the Universe" (contract MRTN-CT-2004- 

005104) - Coordinatore locale: L. Girardello 

"Small-x physics: Interface between perturbative and non-perturbative QCD dynamics", CEE INTAS 00 

00366 - Coordinatore locale: G. Marchesini 

Laboratori del Gruppo: 

- Laboratorio di calcolo parallelo 

- Laboratorio didattico di calcolo avanzato 



FISICA DELLE PARTICELLE 

Personale 

Fiorini Ettore 

Negri Pietro 

Pullia Antonino 

Brofferio Chiara 

Calvi Marta 

Paganoni Marco 

Ragazzi Stefano 

Tabarelli de Fatis Tommaso 

Zanotti Luigi 

Nucciotti Angelo 

Pavan Maura 

Pensotti Simonetta 

Bellunato Tito 

Capelli Silvia 

Ghezzi Alessio 

Callegaro Cristiano 

De Lucia Antonio 

Govoni Pietro 

Sisti Monica 










Ricercatore 

Ricercatore 

Ricercatore 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Tecnico 

Tecnico 

Tecnico Laureato 


Collaborano anche il Prof. Giuliano Boella, ordinario, e il Prof. Massimo Gervasi, associato. 

Personale INFN: 

Ricercatori: M. Bonesini, C.M. Cattadori, O. Cremonesi, P. D'angelo, S. Malvezzi, C. Matteuzzi, D. 

Menasce, L. Moroni, D. Pedrini, S. Pirro, E. Previtali, P.G. Rancoita, N. Redaelli, S. Sala 

Tecnologi: C. Arnaboldi, L. Carbone, P. Dini, G.L. Pessina 


G. Cerati, C. Nones, M. Malberti, R. Salerno, L. Sala, V. Tancini 

Ricerca 

1) Ricerca del bosone di Higgs con il rivelatore CMS ad LHC 

2) Fisica elettrodebole con il rivelatore DELPHI al LEP 

3) Studio di violazione di CP nel settore del b con il rivelatore LHCb ad LHC 

4) Esperimenti HARP e NUFACT/MICE 

5) Sviluppo di rivelatori di radiazioni di grandi superfici 

6) Studio di risonanze mesoniche con il rivelatore L3 al LEP 

7) Studi di astroparticelle con l’esperimento AMS 

8) Fisica del charm con l’esperimento FOCUS 

9) Fisica dei Neutrini 



1) Esperimento CMS 

Convenzione INFN 

M. Bonesini, P. D’Angelo, A. Ghezzi, S. Magni, S. Malvezzi, D. Menasce, L. Moroni, P. Negri, M. 

Paganoni, D. Pedrini, A. Pullia, S. Ragazzi, N. Redaelli, S. Sala, T. Tabarelli de Fatis, G. Cerati, P. 

Dini, P. Govoni, F. Ferri, M. Malberti, M. Rovere, L. Sala, R. Salerno, S. Taroni 

Tecnici: R. Bertoni, F. Chignoli, R. Mazza 

Temi di ricerca: 

CMS (Compact Muon Solenoid) è un esperimento multipurpose che opererà all’acceleratore 

LHC. Suoi obbiettivi principali sono la ricerca dell’Higgs e l’esplorazione di possibile nuova fisica alla 

scala del TeV (supersimmetrie, extradimensioni, nuove interazioni forti, ecc.). 

Il gruppo di Milano è coinvolto nella costruzione del calorimetro elettromagnetico e del 

rivelatore a pixel. Il calorimetro elettromagnetico, costituito da 80000 cristalli di PbWO4 , è stato scelto 

per la sua eccezionale risoluzione energetica (termine costante inferiore allo 0.5%), cruciale per la 

scoperta di bosoni di Higgs leggeri, nel canale di decadimento H γ γ. Per garantire queste 

prestazioni il calorimetro deve operare ad una temperatura stabilizzata con una precisione pari a 0.05 

°C. A Milano è stata affidata la responsabilità della progettazione e della costruzione del sistema di 

raffreddamento. 

L’esperimento CMS (Compact Muon Solenoid) che opererà all'acceleratore LHC (Large Hadron 

Collider) del CERN (foto copyright CERN) 



Milano partecipa, con ruoli di coordinamento, ai test su fascio per lo studio dettagliato della 

risposta del calorimetro e a tutte le fasi del suo assemblaggio e della sua calibrazione prima 

dell’installazione in situ. E’ parte attiva nella progettazione del software dell’esperimento, in particolare 

per la ricostruzione di elettroni e fotoni e la calibrazione in situ del calorimetro. 

Il rivelatore a pixel di silicio costituisce la parte più interna del sistema di tracciamento 

dell’esperimento. Grazie alla sua elevata granularità, 100×150 µm 2 , permette di ricostruire le tracce 

cariche nelle immediate vicinanze della zona d’interazione fra i due fasci di protoni e quindi di 

riconoscere la presenza di eventuali vertici di decadimento di adroni contenenti il quark b (b-tagging). 

Risulta in tal modo fondamentale per l’individuazione e ricostruzione degli eventi più interessanti, quali 

quelli con top, W, Z e H, che tipicamente decadono in b. 

Il gruppo di Milano partecipa alla costruzione della parte in avanti del rivelatore a pixel ed è 

responsabile della sua installazione e messa in funzione finale. Ne ha curato i test su fascio, quelli per 

la caratterizzazione delle varie componenti durante la fase di costruzione e sta ora sviluppando il 

software necessario per verificare il corretto funzionamento del rivelatore durante le future fasi di 

presa-dati. E’ coinvolto negli sviluppi del programma di ricostruzione delle tracce ed in quelli per 

l’allineamento del rivelatore a pixel. 

Oltre a queste attività di carattere più strumentale, il gruppo sta studiando le potenzialità di CMS 

in diversi canali di fisica, quali la ricerca di Higgs nel decadimento in 2 bosoni, quella dello Higgs in due 

leptoni τ, lo studio della produzione e delle proprietà dei bosoni W e la ricerca di processi non 

standard. E’ stata installata una farm di computer che opererà all’interno del progetto GRID. 


1. P. Adzic at al., the CMS Collaboration “RESULTS OF THE FIRST PERFORMANCE TESTS OF THE 

CMS ELECTROMAGNETIC CALORIMETER” Eur. Phys.J.C44S1:1-10, 2006 

2. A. Ghezzi for the CMS ECAL Collaboration “RECENT TESTBEAM RESULTS OF THE CMS 

ELECTROMAGNETIC CALORIMETER” Nucl. Phys. Proc. Suppl.150:93-97, 2006. 

2) Esperimento DELPHI 


M. Bonesini, M. Calvi, C. Matteuzzi, P. Negri, M. Paganoni, A. Pullia, N. Redaelli, S. Ragazzi, T. 

Tabarelli de Fatis 


La presa dati dell’esperimento al LEP è ormai conclusa, ma è continuata l’analisi dei dati 

raccolti. 

Sono state portate a termine pubblicazioni di risultati ottenuti in diversi campi concernenti la 

fisica elettromagnetica e adronica; in particolare la fisica del quark b e la ricerca di fisica oltre il Modello 

Standard. 


1. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “STUDY OF LEADING HADRONS IN GLUON AND 

QUARK FRAGMENTATION “ Phys. Lett. B643 (2006) 147-157 

2. ALEPH, DELPHI, L3 and OPAL Collaborations and LEP Working Group for Higgs Boson Searches 

(S. Schael et al.) “SEARCH FOR NEUTRAL MSSM HIGGS BOSONS AT LEP“ Eur. Phys. J. C47 

(2006) 547-587 



3. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “EVIDENCE FOR AN EXCESS OF SOFT PHOTONS IN 

HADRONIC DECAYS OF Z0” Eur. Phys. J. C47 (2006) 273-294 

4. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “A DETERMINATION OF THE CENTRE-OF-MASS 

ENERGY AT LEP2 USING RADIATIVE 2-FERMION EVENTS” Eur. Phys. J. C46 (2006) 295-305 

5. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “STUDY OF DOUBLE-TAGGED GAMMA GAMMA 

EVENTS AT LEPII” Eur. Phys. J. C46 (2006) 559-568 

6. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “DETERMINATION OF THE B QUARK MASS AT THE 

M(Z) SCALE WITH THE DELPHI DETECTOR AT LEP” Eur. Phys. J. C46 (2006) 569-583 

7. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “SEARCH FOR ETA(B) IN TWO-PHOTON COLLISIONS 

AT LEP II WITH THE DELPHI DETECTOR “ Phys. Lett. B634 (2006) 340-346 

8. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “DETERMINATION OF HEAVY QUARK NON- 

PERTURBATIVE PARAMETERS FROM SPECTRAL MOMENTS IN SEMILEPTONIC B” Eur. Phys. J. 

C45 (2006) 35-59 

9. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) ”SINGLE INTERMEDIATE VECTOR BOSON 

PRODUCTION IN E+E- COLLISIONS AT SQRT(S) = 183 - 209 GEV” Eur. Phys. J. C45 (2006) 273- 

289 

10. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al) “SEARCH FOR EXCITED LEPTONS IN E+ E- 

COLLISIONS AT SQRT(S)=189-209 GEV” Eur. Phys. J. C46 (2006) 277-293 

11. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “MEASUREMENT AND INTERPRETATION OF 

FERMION-PAIR PRODUCTION AT LEP ENERGIES ABOVE THE Z0 RESONANCE” Eur. Phys. J. 

C45 (2006) 589-632 

12. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “A MEASUREMENT OF THE TAU HADRONIC 

BRANCHING RATIOS” E. Phys. J. C46 (2006) 1-26 

13. ALEPH, DELPHI, L3, OPAL and SLD Collaborations LEP and SLD Electroweak Working Group 

and SLD Heavy Flavour Group, “PRECISION ELECTROWEAK MEASUREMENTS ON THE Z 

RESONANCE“ Physics Reports 427 (2006) 257-454 

14. DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.) “MASSES, LIFETIMES AND PRODUCTION RATES OF 

XI- AND ANTI-XI+ AT LEP 1” Phy. Lett. B639 (2006) 179-191 

3) Esperimento LHCb 


C. Arnaboldi, T. Bellunato, M. Calvi, C. Matteuzzi, M. Musy, E. Panzeri, D. Perego, G. Pessina 

Tecnici: F. Chignoli, R. Mazza, R. Bertoni 


L'esperimento LHCb (Large Hadron Collider Beauty Experiment) presso LHC effettuerà misure 

di violazione di CP nei mesoni B che renderanno possibile una determinazione precisa degli elementi 

della matrice CKM e la messa in evidenza di eventuali contributi di fisica oltre il Modello Standard. 

Un aspetto cruciale nello studio dei decadimenti dei mesoni B è l'identificazione degli adroni 

per mezzo dei rivelatori RICH (Ring Imaging CHerenkov). Il gruppo di Milano ha la responsabilità del 

rivelatore in aerogel. Il progetto finale comporta l’uso di mattonelle di aerogel di grandi dimensioni 

(20x20x5 cm 3 ) prodotte nei laboratori Boreskov di Novosibirsk, sviluppate nell’ambito dei progetti 

INTAS cui il gruppo partecipa. Nel laboratorio in Dipartimento vengono fatte misure ottiche su campioni 



di aerogel di diverso tipo, volte alla caratterizzazione e monitoraggio delle loro proprietà. Nell’autunno 

2006 è stato effettuato un test al CERN usando il fascio H6 estratto dall’SPS di adroni di 80 GeV/c di 

momento e distanza tra i bunchs di 25 ns (uguale a quella di LHC). Il prototipo di RICH era 

equipaggiato con 48 fotorivelatori ibridi HPD e la corrispondente catena completa di alimentazione, 

controllo e lettura. Il sistema di LV e di HV dei fotorivelatori è responsabilità di Milano che ha sviluppato 

entrambe le schede. I risultati del test, in corso di analisi, dimostrano l’ottimo funzionamento dei 

fotorivelatori. 

Il gruppo di Milano è coinvolto negli studi sul flavour tagging (identificazione del sapore dei 

mesoni B), indispensabile per poter effettuare le misure di mixing e per gran parte delle ricerche di 

violazione di CP. Inoltre, partecipa agli studi per la misura delle oscillazioni del mesone Bs, di 

decadimenti rari del Bs e agli studi sulla ricerca del bosone di Higgs. 


1. T. Bellunato et al. "REFRACTIVE INDEX INHOMOGENEITY WITHIN AN AEROGEL BLOCK" Nucl. 

Instrum. Methods Phys. Res., A 556, Issue 1 (2006) 140-145 

2. A. Yu. Barnyakov et al. "DEVELOPMENT OF AEROGEL CHERENKOV COUNTERS AT 

NOVOSIBIRSK" Radiation Physics and Chemistry 75 (2006) 862-867 

3. C. Arnaboldi et al. “THE HIGH VOLTAGE DISTRIBUTION SYSTEM FOR THE HYBRID 

PHOTODETECTOR ARRAYS OF RICH1 AND RICH2 AT LHCB” in IEEE Trans. Nucl. Sci. 53:1397- 


4. T. Bellunato et al. "THE RICH WITH AEROGEL FOR THE LHCB EXPERIMENT" Nuclear Physics B 

(Proc. Suppl.) 150 (2006) 281-284 

5. D.L. Perego "LHCB RICH DETECTORS" Springer Proceedings in Physics 108 (2006) 348-349 

6. G. Aglieri Rinella et al. "TEST-BEAM RESULTS FROM A RICH DETECTOR PROTOTYPE USING 

AEROGEL RADIATOR AND PIXEL HYBRID PHOTON DETECTORS" LHCb 2006-006, Cern, Geneva 

4) Esperimenti HARP e NUFACT/MICE 


HARP: M. Bonesini, A. De Min, F. Ferri, M. Paganoni, F. Paleari 

NUFACT/MICE : D. Batani, M. Bonesini, F. Strati 


L’esperimento HARP ha preso dati al Protosincrotone del CERN per lo studio sistematico della 

adroproduzione con fasci di energia da 1.5 a 15 GeV/c con bersagli nucleari di vari elementi. 

L’apparato sperimentale è a geometria aperta e la ricostruzione delle particelle è sull’intero 

angolo solido. 

Il gruppo di Milano ha costruito, in collaborazione con un gruppo INFN di Padova, il muro di 

tempo di volo in avanti, che copre un area di circa 7 x 2.5 m 2 , con una risoluzione inferiore a 200 ps per 

l’identificazione di particelle a bassa energia. In particolare, si è occupato della messa a punto del 

sistema di monitor temporale, basato su un laser Nd-Yag ultraveloce, in collaborazione con membri 

della unità INFM di Como. 

Le attività del Working Group NUFACT (sponsorizzato dall’ECFA) hanno riguardato invece gli 

studi di fisica connessi col progetto di neutrino factory ed il relativo R&D. 



E’ iniziata la partecipazione all’esperimento di R&D MICE per lo studio del problema del 

cooling dei muoni, essenziale nel progetto di neutrino factory, sviluppando un rivelatore a tempo di volo 

ultraveloce (risoluzione 50 ps) in collaborazione con la sezione INFN di Pavia, il DPNC della Università 

di Ginevra e il Dipartimento di Fisica della Università di Sofia sotto la responsabilità del gruppo di 

Milano - Bicocca. Alcuni prototipi di rivelatori sono stati testati alla BTF dei LNF di Frascati. 

E' in corso la costruzione di questi rivelatori e del loro sistema di calibrazione laser. 


1. M. Bonesini, A. Guglielmi “HADROPRODUCTION EXPERIMENTS FOR PRECISE NEUTRINO 

BEAM CALCULATIONS” Physics Reports 433 (2006) 65 

2. M. Bonesini “HADROPRODUCTION DATA PARAMETRIZATIONS FOR FAST NEUTRINO BEAM 

CALCULATIONS”, Nucl. Phys. Proc. Suppl. 155 (2006) 193 

3. M.G. Catanesi et al. HARP Collaboration “MEASUREMENT OF THE PRODUCTION CROSS- 

SECTION OF POSITIVE PIONS IN P-AL COLLISIONS AT 12.9-GEV/C” Nucl. Phys. B372 (2006) 1 

4. M. Bonesini et al., Proceedings 9 th ICATPP Conference, Villa Erba, World Scientific p. 26-30 (2006) 

5. M. Bonesini “THE MICE DETECTOR INSTRUMENTATION” Nucl. Phys. Proc. Suppl. 155 (2006) 

339 

6. M. Bonesini et al. “BEHAVIOUR IN HIGH MAGNETIC FIELDS OF FINE-MESH PHOTO 

DETECTORS FOR FAST TIME-OF-FLIGHT DETECTORS” Nucl. Instr. Methods A567 (2006) 200 

7. F. Arneodo et al. ICARUS Milano Collaboration “PERFORMANCE OF A LIQUID ARGON TIME 

PROJECTION CHAMBER EXPOSED TO THE WANF NEUTRINO BEAM” Phys. Rev. D74:112001 

(2006) 

5) Sviluppo di rivelatori di radiazioni di grandi superfici 


T. Bellunato, N. Redaelli, T. Tabarelli de Fatis 

Tecnici: R. Bertoni 


Si sviluppano rivelatori di radiazioni ionizzanti RPC (Resistive Plate Chambers) con elettrodi in 

vetro float per applicazioni in fisica delle alte energie. 

L’attività si è concentrata sulla realizzazione di prototipi di nuova concezione, nei quali la 

funzione di controllo del processo di moltiplicazione di carica nel gas, materiale sensibile del rivelatore, 

usualmente assolta da fluorocarburi, è svolta da una struttura passiva a nido d'ape inserita tra gli 

elettrodi. 

Questo accorgimento consente di ridurre l’instabilità di lungo termine dei rivelatori, associata alla 

corrosione degli elettrodi per opera di acido fluoridrico prodotto nella decomposizione dei fluorocarburi. 

Si sono inoltre affrontati studi concettuali relativi all’impiego di questi rivelatori in esperimenti 

futuri. 

I risultati conseguiti, non ancora conclusivi, sono stati oggetto di comunicazione a congressi 

internazionali e sono stati in parte pubblicati su rivista. 




1. A. Calcaterra, R. De Sangro, G. Mannochi, P. Patteri, P. Picchi, M. Piccolo, N. Redaelli, T. Tabarelli 

de Fatis, G.C. Trinchero “A NEW CONCEPT FOR STREAMER QUENCHING IN RESISTIVE PLATE 

CHAMBERS”, Nucl. Instrum. Meth. A565:444-449, 2006 

2. A. Calcaterra, R. De Sangro, G. Mannochi, P. Patteri, P. Picchi, M. Piccolo, N. Redaelli, T. Tabarelli 

de Fatis, G.C. Trinchero “NEW LARGE AREA GLASS RPC: DEVELOPMENT, PRODUCTION AND 

PERFORMANCES”, IEEE Trans. Nucl. Sci.53:341-345, 2006 

3. A. Donini, E. Fernandez-Martinez, P. Migliozzi, S. Rigolin, L. Scotto Lavina, T. Tabarelli de Fatis, F. 

Terranova “A BETA BEAM COMPLEX BASED ON THE MACHINE UPGRADES OF THE LHC” Eur. 

Phys. J.C48:787-796, 2006 

6) Esperimento L3 


S. Pensotti, P.G. Rancoita 


L’esperimento L3 è stato portato a termine presso il collisore elettroni-positroni LEP al CERN di 

Ginevra. La presa dati dell’esperimento è attualmente conclusa, mentre continua l’attività di analisi dei 

dati raccolti. Le interazioni ad alta energia di coppie e+e- possono avvenire anche attraverso la 

collisione di due fotoni virtuali che danno origine a risonanze mesoniche. In questo modo è possibile, 

tra l'altro, determinare la larghezza radiativa, ηγγ, del mesone e la dipendenza da Q 2 della sezione 

d'urto di formazione. 

A Milano sono state studiate le risonanze ηb ed ηc. Per quest’ultima particella, che è uno stato 

legato cc‾ con jpc= 0-+, sono stati utilizzati i dati raccolti fino ad un’energia di 183 GeV nel centro di 

massa ed una luminosità integrata di 140 pb-1. Attualmente è stato completato lo studio della particella 

ηc estendendolo a tutti i dati raccolti ad energie nel centro di massa fino a 209 GeV, corrispondenti ad 

oltre 610 pb-1. 

Inoltre sono state ricercate risonanze a massa maggiore utilizzando dati corrispondenti alla 

luminosità integrata di circa 610 pb -1 . In particolare sono stati selezionati dei possibili candidati per la 

particella ηb, che è uno stato legato bb‾. 


S. Pensotti, P.G. Rancoita et al.: 

1. “SEARCH FOR NEUTRAL MSSM HIGGS BOSONS AT LEP” Eur. Phys. J C 47 (2006), 547 

2. “MEASUREMENT OF HADRON AND LEPTON-PAIR PRODUCTION IN E + E - COLLISIONS AT √S 

= 192-208 GEV AT LEP” Eur. Phys. J C 47 (2006), 1 

3. MEASUREMENT OF THE MASS AND WIDTH OF THE W BOSON AT LEP, Eur. Phys. J C 45 

(2006), 569 

4. “ANALYSIS OF THE π + π - π + π - AND π + π 0 π – π 0 FINAL STATES IN QUASI-REAL TWO-PHOTON 

COLLISIONS AT LEP” Phys. Lett. B 638 (2006), 128 



7) Esperimento AMS 


P. Bobik, D. Brogioli, G. Boella, M. Boschini, C. Consolandi, D. Grandi, M. Gervasi, S. Pensotti, P.G. 

Rancoita, M. Tacconi, G. Volpini 


L’attività svolta per l’esperimento AMS nel campo delle Astroparticelle è volta alla ricerca 

dell’antimateria nei raggi cosmici a bordo dello Space Shuttle (volo STS-91) e della Stazione Spaziale 

Internazionale Alpha (ISSA). Il responsabile delle collaborazioni internazionali di entrambi gli 

esperimenti è il prof. S.C.C. Ting (MIT, Boston USA), premio Nobel per la Fisica nel 1976. 

a) Nell’anno 2006 l’attività di ricerca nel campo delle astroparticelle ha principalmente 

riguardato lo studio di effetti relativi alla propagazione dei raggi cosmici nella cavità solare e nella 

magnetosfera terrestre utilizzando anche i dati raccolti durante il volo STS-91 (AMS-01). 

Tracciamento di particelle cariche nella magnetosfera terrestre 

Il codice di tracciamento, sviluppato a Milano e utilizzato prevalentemente sulla farm Linux 

dedicata allo scopo, ha richiesto l’ottimizzazione di algoritmici basati su modelli sviluppati dalla NASA. 

Inoltre, sarà in grado di tracciare, in tempo quasi reale, le particelle misurate sulla Stazione Spaziale da 

AMS-02. 



I risultati più recenti sono i seguenti: 

• È stato ultimato il lavoro sulla funzione di trasferimento (TF) che descrive la permeabilità della 

magnetosfera ai raggi cosmici. 

• Lo studio della TF è stato esteso agli ioni di elio attraverso una simulazione isotropa di eventi 

con un metodo Monte Carlo. Il risultato è stato confrontato con i dati sperimentali di AMS-01. 

• È stato fatto lo studio della TF anche per ioni più pesanti (Carbonio e Ferro). In questo caso i 

risultati sono stati confrontati con i dati sperimentali del satellite HEAO-3. 

• È stato calcolato il flusso dei RC nel periodo di inizio dell’attività di AMS-02, ovvero il 2009. 

Questo è stato possibile a partire dal modello di campo magnetico terrestre IGRF ed 

estrapolando l’attività solare dai dati misurati negli ultimi 4 cicli solari. 

• Si sta inoltre studiando un approccio alternativo che utilizza il forward tracing. Il problema è 

evitare un uso abnorme di cpu. 

Studio della modulazione solare sui raggi cosmici galattici 

E’ stato sviluppato un modello bidimensionale di modulazione solare attraverso la simulazione 

stocastica di eventi. Questo nuovo modello ci consente di tenere conto di effetti dipendenti dal tempo e 

dal segno della carica, quindi con una maggiore complessità della modellizzazione ed una 

conseguente maggiore necessità di CPU per la simulazione. La farm Linux attuale è stata in parte 

utilizzata per questo scopo. 

I principali risultati ottenuti sono i seguenti: 

• È stata completata la modellizzazione del campo magnetico interplanetario e la sua 

interazione con i RCG. È stato incluso anche l’effetto della deriva di carica che dipende dalla 

polarità del campo magnetico solare. 

• Sono stati prodotti i primi spettri che abbiamo confrontato con i dati sperimentali, ottenendo 

risultati incoraggianti, se pur preliminari e limitati al periodo di presa dati di AMS-01. Questo ci 

consentirà di mettere a punto un modello accurato quando si avranno dei dati accurati al 

variare delle fasi di attività solare, come avverrà con AMS-02. 

• È stato inoltre studiato l’andamento della modulazione solare a diverse distanze dal sole, in 

particolare nella posizione dei pianeti. 

• Si è cominciato a studiare l’effetto del bordo esterno dell’eliosfera l’interazione con il campo 

magnetico interstellare. Vi è la possibilità che una frazione di particelle uscenti dall’eliosfera 

possa rientrarvi e contribuire al flusso totale. 

Abbondanze isotopiche 

Abbiamo iniziato a valutare le abbondanze delle varie specie chimiche presenti nei raggi 

cosmici. In particolare stiamo lavorando sugli effetti della magnetosfera e quindi sulle abbondanze 

misurate in orbita vicino alla Terra. 

I primi risultati ottenuti sono i seguenti: 

• È stato prodotto lo studio della TF anche per Carbonio e Ferro. 

• Sono stati calcolati i flussi in magnetosfera nelle diverse zone geomagnetiche. 

• Sono state valutate le abbondanze, in magnetosfera, di He, C, e Fe riferite ai protoni, mettendo 

in evidenza che queste sono diverse da quelle calcolate al di fuori a causa del taglio 

geomagnetico che agisce sulla rigidità. 

b) Presso il Dipartimento è stato potenziato il “Data Centre” di AMS nel quale è mantenuto 

l’intero archivio dei dati di AMS-01 organizzato con una struttura di data-catalog. E’ in fase di avanzato 

sviluppo il sistema di trasferimento dati che potrà essere usato per il trasferimento da/per il Data 

Repository relativo alla raccolta dati su ISSA. Tale sistema deve, da un lato, trasferire dati di 



produzione MonteCarlo dai siti remoti al Science Operation Center (SOC) presso il CERN, e dall'altro 

trasferire da esso verso l'Italian Ground Segment (IGS), installato presso il CNAF, tutti i dati di 

MonteCarlo e calibrazione del 2005 e del 2006. Il sistema si appoggia, presso il SOC (CERN), ad un 

complesso di servers e di storage gestiti e mantenuti dal gruppo di Milano. I due sistemi, basati sulla 

stessa architettura client/server e RDBMS, sono stati ottimizzati per le diverse finalità: semplicità di 

installazione e monitoraggio per il sistema di trasferimento MonteCarlo e robustezza e alta efficienza 

per il sistema di trasferimento verso IGS. In particolare, quest'ultimo ha visto anche l'integrazione con 

le librerie di storage di massa CASTOR per realizzare ed ottimizzare l'uso delle risorse dell'IGS. 

Parallelamente, al fine di garantire la consistenza dei diversi campioni di dati, è in funzione a Milano il 

sistema di DT Management and Survey in grado di rivelare, notificare e correggere eventuali 

inconsistenze (attualmente attestate intorno al 0.03 % del campione). 

Infine, per poter mantenere e aggiornare il sistema di trasferimento, è in produzione a Milano 

un cluster di macchine ad architettura x86 Gnu/Linux per la produzione di dati MonteCarlo, il cui 

campione è usato per testare e migliorare le nuove versioni del software di DT. 

Inoltre, il centro CNAF costituisce, dopo l’approvazione alla fine del 2003 da parte della 

Commissione II nazionale, il data-depository per i dati Monte Carlo e costituirà la “master copy” dei dati 

raw dell’esperimento raccolti su ISSA. Il CNAF assieme al laboratorio di Milano, che ha la funzione di 

Data-Transfer Management and Survey (DTMS), costituiscono il ground-segment italiano integrato nel 

complesso del ground segment della collaborazione AMS2. 

c) Per l’applicazione in campo spaziale di dispositivi su tecnologia HF2CMOS è stata 

completata un’attività volta alla qualificazione spaziale. In particolare sono stati studiati gli effetti dovuti 

alla dose totale depositata dalla radiazione. I transistori bipolari usati sono stati irraggiati 

complessivamente con neutroni, ioni di C, Ar, Kr ed elettroni. 

I risultati sperimentali mostrano che, per le dosi previste su ISSA, le variazioni dei guadagni 

sono risultate inferiori alle fluttuazioni legate alla tecnologia tra i componenti non irraggiati anche per 

correnti di collettore dell’ordine del µA. In questo tipo di studio si è potuto evidenziare che la riduzione 

del guadagno dei transistori dipende dalle coppie di Frenkel generate, ma non (in prima 

approssimazione) dalla particella incidente. Le tensioni di soglia della componentistica MOS è stata 

investigata utilizzando ioni di Ar e Kr e seguendo le specifiche ESA. Le soglie si sono spostate entro i 

limiti accettabili ai fini funzionali dopo irraggiamenti equivalenti a circa due ordini di grandezza superiori 

a quelli previsti in un anno di operazione presso ISSA. E’ attualmente in fase di prova una nuova 

tecnologia di tipo SOI con caratteristiche più avanzate di quella già esaminata. 


P. Bobik, D. Brogioli, G. Boella, M. Boschini, C. Consolandi, D. Grandi, M. Gervasi, S. Pensotti, P.G. 

Rancoita, M. Tacconi, G. Volpini 

1. “MAGNETOSPHERIC TRANSMISSION FUNCTION APPROACH TO DISENTANGLE PRIMARY 

FROM SECONDARY COSMIC RAY FLUXES IN THE PENUMBRA REGION” J. Geophys. Res. 111 

2006, A05205, doi:10.1029/2005JA011235 

2. ”IONS ABUNDANCE CLOSE TO THE EARTH SURFACE: THE ROLE OF 

THE MAGNETOSPHERE” Proc. of the 9th International Conference on Particle Physics and Advanced 

Technology (9 th ICPPAT, Como 17-21/10/2005), World Scientific (Singapore) 2006, 928 

3. “PRIMARY HELIUM COSMIC RAY INSIDE THE MAGNETOSPHERE: A TRANSMISSION 

FUNCTION STUDY” Proc. of the 9th International Conference on Particle Physics and Advanced 

Technology (9 th ICPPAT, Como 17-21/10/2005), World Scientific (Singapore) 2006, 909 

4. “A 2D STOCHATSIC MONTECARLO FOR THE SOLAR MODULATION OF GCR: A PROCEDURE 

TO FIT INTERPLANETARY PARAMETERS COMPARING TO THE EXPERIMENTAL DATA” Proc. of 



the 9th International Conference on Particle Physics and Advanced Technology (9 th ICPPAT, Como 17- 

21/10/2005), World Scientific (Singapore) 2006, 206. 

5. “SYSTEMATIC INVESTIGATION OF MONOLITHIC BIPOLAR TRANSISTORS IRRADIATED WITH 

NEUTRONS, HEAVY IONS AND ELECTRONS FOR SPACE APPLICATIONS” Nucl. Instr. and Meth. 

in Phys. Res. B 252 2006, 276, doi:10.1016/j.nimb.2006.08.018 

6. M. Barone, E. Borchi, A. Gaddi, C. Leroy, P.G. Rancoita and R. Ruchti (Editors) “ROCEEDINGS OF 

THE 9TH INTERNATIONAL CONFERENCERENCE ON PARTICLE PHYSICS AND ADVANCED 

TECHNOLOGY”(9 th ICPPAT, Como 17-21/10/2005), World Scientific (Singapore), ISBN 981-258-798- 


8) Esperimento FOCUS 


P. Dini, S. Malvezzi, D. Menasce, L. Moroni, D. Pedrini, M. Rovere, S. Sala 


I dati raccolti dall’esperimento di fotoproduzione FOCUS al Tevatron di FNAL costituiscono 

ancor oggi una fonte inesauribile di fisica del charm. Grazie alle nuove tecniche d’analisi sviluppate si 

sono potuti sondare sia i decadimenti semileptonici che quelli adronici ad un livello mai raggiunto. Il 

contributo del gruppo di Milano in questo ambito è stato determinante soprattutto per gli sviluppi 

condotti nell’analisi su Dalitz plot dei decadimenti adronici del charm. Di questo sicuramente 

beneficeranno le analoghe analisi condotte sul b dagli esperimenti alle macchine e + e - , come BaBar e 

Belle. 


P. Dini, S. Malvezzi, D. Menasce, L. Moroni, D. Pedrini, M. Rovere, S. Sala 

1. “A NON-PARAMETRIC APPROACH TO MEASURING THE K- PI+ AMPLITUDES IN D + ---> K- K+ 

PI+ DECAY” Submitted to Phys. Lett. B, e-Print Archive: hep-ex/0612032 

2. “SEARCH FOR A PENTAQUARK DECAYING TO P K(S)0“ Phys. Lett. B639:604-611, 2006 

3. “K(*)(892)0 LINESHAPE AND K PI SCALAR CONTRIBUTION FROM D + ---> K- PI+ MU+ NU AT 

FOCUS“ AIP Conf. Proc. 814:695-700, 2006 

4. “NEW MEASUREMENT OF BR(D + ---> RHO0 MU+ NU) / BR(D + ---> ANTI-K*0 MU+ NU) 

BRANCHING RATIO“ Phys. Lett. B637:32-38, 2006 

5. “STUDY OF THE DECAY ASYMMETRY PARAMETER AND CP VIOLATION PARAMETER IN THE 

LAMBDA(C)+ ---> LAMBDA PI+ DECAY“ Phys. Lett. B634:165-172, 2006 

6. “A NON-PARAMETRIC APPROACH TO THE D + ---> ANTI-K*0 MU+ NU FORM-FACTORS“, Phys. 

Lett. B633:183-189, 2006 

7. “SEARCH FOR LAMBDA+(C) ---> P K+ PI- AND D + (S) ---> K+ K+ PI- USING GENETIC 

PROGRAMMING EVENT SELECTION“ Phys. Lett. B624:166-172, 2005 



9) Fisica dei Neutrini 

a) Misura diretta della massa dell'antineutrino elettronico con metodo calorimetrico 

b) Misura del Doppio Decadimento Beta del 130 Te 

c) Misura del Doppio Decadimento Beta del 76 Ge 

d) Sviluppo di scintillatori organici liquidi drogati con In,Gd,Yb 

Personale 

a) e b) Personale universitario: C. Brofferio, E. Fiorini, A. Nucciotti, M. Pavan, M. Sisti 

Personale INFN: L. Carbone, G. Ceruti, O. Cremonesi, R. Gaigher, G. Galotta, M. Perego, G. 

Pessina, S. Pirro, E. Previtali 

Personale con contratto a tempo determinato (Università o INFN): C. Arnaboldi, S. Capelli 

Dottorandi: C. Nones 

c) e d) Personale universitario: E. Bellotti (in trattamento di quiescenza), L. Zanotti 

Personale INFN: C. Cattadori 

a) Misura diretta della massa dell'antineutrino elettronico con metodo calorimetrico 

L'esperimento studia l'end-point dello spettro β del 187 Re per determinare la massa dell'antineutrino 

elettronico. Si utilizzano schiere di rivelatori termici di AgReO4 caratterizzati da una elevata risoluzione 

energetica. Con questa tecnica si realizza una misura calorimetrica dell'energia emessa nel 

decadimento del 187 Re, cioè si misura tutta l'energia rilasciata tranne quella sottratta dal neutrino. La 

misura calorimetrica dello spettro β si pone in antitesi con la tecnica tradizionalmente impiegata per la 

misura diretta della massa dell'antineutrino elettronico, ovvero la spettrometria elettrostatica o 

magnetica degli elettroni emessi nel decadimento β del Trizio e ne evita tutte le fonti di errore 

sistematico. 

Dal 2005 è in fase di sviluppo il nuovo esperimento per la misura diretta della massa del neutrino 

MARE (Microcalorimeter Arrays for a Rhenium Experiment). MARE si divide in 2 fasi: MARE-1 prevede 

il raggiungimento di una sensibilità sulla massa del neutrino dell’ordine di 1 eV, permettendo di 

verificare i risultati degli spettrometri e di controllare la presenza di effetti sistematici inattesi. MARE-2 

cercherà di raggiungere una sensibilità pari a 0.2 eV. All’esperimento MARE partecipano gruppi italiani, 

tedeschi ed americani. 



b) 

a) 

In a) il set-up sperimentale disegnato per 

MARE-1. In b) l’array della NASA con i 

cristalli di AgReO4 utilizzato nei test. In c) 

lo spettro di calibrazione del migliore 

rivelatore in b) c) 

Nell’ambito di MARE-1, presso il laboratorio criogenico del dipartimento nel corso del 2006 si 

sono effettuati ulteriori test per l’ottimizzazione dei nuovi array di AgReO4 realizzati in collaborazione 

con NASA/GSFC (Greenbelt, MD, USA) e Wisconsin University (Madison, WI, USA). Si è poi lavorato 

al disegno del set-up sperimentale per il nuovo esperimento nell’ambito di MARE-1 che ospiterà 8 

array di AgReO4, ciascuno costituito da una matrice di 6x6 rivelatori indipendenti, la sorgente di 

calibrazione mobile e i 288 JFET di ingresso dell’elettronica di lettura. Si tratta di sviluppare una 

struttura molto compatta in cui convivono componenti a temperature molto diverse. Questo ha richiesto 

lo sviluppo ed il test di strutture di supporto in Kevlar e Vespel e di micro-flatcables in Titanio e 

Alluminio ottenuti con la tecnica del micromachining. 



b) Misura del Doppio Decadimento Beta del 130 Te 

nella foto, CUORICINO 

Scopo principale di questo filone di ricerca è lo studio del 

decadimento beta doppio del 130 Te (con e senza emissione di 

neutrini) per mezzo di una schiera di rivelatori bolometrici operanti in 

un refrigeratore a diluizione presso la Sala A dei Laboratori Nazionali 

del Gran Sasso (LNGS). I risultati raggiunti nel corso del 2002 con 

una schiera di 20 cristalli di TeO2, pari ad una massa di circa 7 kg di 

rivelatore attivo, hanno permesso di fissare dei limiti sulla 

combinazione lineare delle masse dei neutrini nota col nome di 

“massa efficace” attorno all'elettronvolt, ponendo questo esperimento 

al 2º posto a livello internazionale dal punto di vista della sensibilità a 

tale parametro. 

Per migliorare ulteriormente tale risultato è stato necessario 

aumentare di molto la massa e ridurre il più possibile il residuo 

(seppur minimo) livello di contaminazione radioattiva naturale ancora 

presente nel passato esperimento. Il risultato è l’esperimento 

CUORICINO che consiste in 62 cristalli di TeO2, pari ad una massa 

attiva di circa 40 kg. 

Le misure con CUORICINO sono iniziate nel 2003 e sono 

proseguite per tutto il 2004, 2005 ed il 2006 presso la Sala A dei 

LNGS. Alla fine dell’anno la sensibilità sulla massa efficace del 

neutrino era di circa 0.2÷1.0 eV: un risultato di grande interesse a 

causa di una supposta evidenza riportata, con una massa efficace 

simile, dalla collaborazione Heidelberg-Moscow per questo 

decadimento raro nel 76 Ge. 

Gli sviluppi futuri di questa ricerca prevedono la realizzazione di 

una schiera di rivelatori bolometrici di massa complessiva attorno ad 1 

tonnellata (esperimento CUORE), che consentirebbe il raggiungimento di una sensibilità sulla massa 

efficace attorno a 0.03 eV, laddove alcune teorie sulla massa dei neutrini prevedono possa trovarsi tale 

parametro sperimentale. 

L’esperimento CUORE è un esperimento internazionale che vede la collaborazione di gruppi 

italiani, spagnoli ed americani. Nell’ambito dell’esperimento CUORE il gruppo del Dipartimento di Fisica 

dell'Università degli Studi di Milano - Bicocca ha una posizione di leadership e si occupa dello sviluppo 

del rivelatore, della riduzione della radioattività, dell’analisi dei dati, delle simulazioni Montecarlo, 

dell’elettronica e del sistema criogenico. 

Nel corso del 2006 sono stati anche eseguiti diversi esperimenti con un secondo refrigeratore a 

diluizione installato nella Sala C dei LNGS. Si è trattato di test in vista della definizione dei rivelatori 

dell’esperimento CUORE: in particolare sono state studiate nuove tecniche di pulizia dei materiali e si è 

cercato di individuare ed eliminare tutte le sorgenti che contribuiscono al fondo radioattivo. Sempre 

nella Sala C dei LNGS si studiano rivelatori in cui si misura la luce di scintillazione simultaneamente al 

segnale termico per discriminare alcuni tipi di fondi in vista di futuri esperimenti per la ricerca del 

doppio decadimento beta ancora più sensibili di CUORE. 



c) Misura del Doppio Decadimento Beta del 76 Ge 

Il Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Milano - Bicocca fa parte dell'esperimento 

GERDA (GERmanium Detector Array) sulla ricerca del decadimento doppio beta del 76 Ge presso i 

Laboratori Nazionali del Gran Sasso. La struttura dell'apparato consiste sinteticamente di diodi al 

germanio, arricchiti all'86% in germanio 76, l'isotopo doppio beta attivo. I diodi saranno direttamente 

immersi in un liquido criogenico (azoto o argon liquidi) che ha la doppia funzione di raffreddare i diodi e 

di schermarli dalla radioattività ambientale. Il tutto è circondato da acqua, per un totale di circa 700 m 3 , 

che funge da ulteriore schermo per gamma e neutroni e da veto per la radiazione muonica, rilevando la 

radiazione Cerenkov emessa in acqua. La schermatura descritta, unitamente i) alla severa selezione 

dei materiali costituenti il montaggio ed il read-out dei diodi, ii) alla elevata qualità in termini di 

radiopurezza dei diodi stessi, permette nominalmente di ottenere un abbattimento del fondo di circa un 

fattore cento rispetto agli ultimi esperimenti sul decadimento doppio beta del germanio 76. 

L’esperimento si articolerà in due fasi: nella prima verranno posti in misura 8 diodi per una massa 

di quasi 20 kg, già delle collaborazioni HdM e IGEX (opportunamente riadattati); nella seconda fase 

altri rivelatori, per un totale di almeno ulteriori 25 kg, verranno aggiunti. Questi ultimi saranno a readout 

segmentato per permettere ulteriori riduzioni del fondo. 

L'esperimento può raggiungere in tempi brevi (2-3 anni dall'entrata in funzione prevista per il 2009) 

limiti sul periodo di dimezzamento di 10 26 anni o confermare con buona statistica l'effetto positivo 

osservato dalla collaborazione Heidelberg-Moscow. 

Nel corso del 2006: 

1. Gli 8 rivelatori al germanio di HdM e Igex sono stati tutti estratti dal loro criostato originale e sono in 

corso di riprocessamento presso la Canberra: questa operazione è molto delicata ed avviene in 

modo seriale. Sono altresì iniziati i test delle procedure per la produzione dei cristalli arricchiti per 

la fase II. 

2. Il disegno, i materiali ed i dettagli costruttivi di criostato, serbatoio dell'acqua e edificio sono stati 

congelati e la fornitura del criostato e del serbatoio dell'acqua sono state appaltate. 

3. Il sistema di inserzione dei cristalli ha raggiunto una fase di avanzata definizione. 

4. E’ proseguita l’attività di R&D dell’elettronica di front-end criogenica; i circuiti integrati a JFET sono 

stati testati a temperature criogeniche per lungo periodo connessi al cristallo ed hanno dimostrato 

caratteristiche di stabilità e risoluzione adeguate. Parallelamente i test degli ASIC CMOS hanno 

dato risultati più che adeguati e divengono pertanto per GERDA la prima scelta per il front-end. 

5. Tramite spettroscopia gamma sono state misurate una campionatura rappresentativa (ca. 20) di 

tutte le lastre di acciaio che saranno utilizzate per il criostato. L'attività media dell'inox che sarà 

utilizzato è dell'ordine di 1-2 mBq/kg circa 10 volte inferiore a quella media dell'inox. 

6. E’ stato definito il numero (66) e la posizione dei fotomoltiplicatori per il muon-veto a Cerenkov, 

garantendo una efficienza del 99%; la tecnica di incapsulamento e calibrazione è altresì stata 

definita. 

7. Nel laboratorio sotterraneo di manipolazione e test dei germani è stata condotta un’intensa 

sperimentazione per testare sul lungo periodo il funzionamento dei cristalli immersi in LN e LAr con 

particolare riferimento alla risoluzione ed alla stabilità, con elettronica di front end calda e/o 

criogenica. 



d) Sviluppo di scintillatori organici liquidi drogati con In,Gd,Yb,Nd 

Tale sviluppo, nato nell’ambito della fisica del neutrino, in collaborazione con l’INR di Mosca, si 

svolge presso i LNGS e ha lo scopo di creare bersagli di scintillatori organici liquidi radiopuri, 

otticamente stabili, della massa dell’ordine delle decine-centinaia di tonnellate, drogati in percentuali da 

0.1% a 1% in Gd, al fine di realizzare bersagli per esperimenti su anti-neutrini (da reattore, da 

Supernova) su scala del MeV. 

1) Durante tutto il 2006 sono stati condotti i test di stabilità ed efficienza dei due rivelatori di LVD 

da 1.2 t ognuna drogati con il sale di Gd, sviluppato e sintetizzato nel corso del programma di 

R&D, ad una concentrazione finale di Gd di ca. 1 g/l. Le proprietà ottiche e di resa di luce 

dello scintillatore delle due tank sono state e sono tuttora monitorate, tramite misure di 

laboratorio su campioni estratti dalle tanks (3 campionature nel corso del 2006) e tramite 

misure “in-tank” di efficienza e tempo di cattura dei neutroni. Dal giugno 2006 le due tanks 

(una collocata ai Laboratori Esterni ed una nei Laboratori Sotterranei dei LNGS) sono state e 

sono periodicamente irraggiate con una debolissima sorgente di neutroni. Tutti i test condotti 

indicano la stabilità dello scintillatore, dimostrandolo adeguato per incrementare la sensibilità 

dell'esperimento ad un evento di Supernovae. I risultati sperimentali saranno pubblicati nel 

corso del 2007. 

2) La stabilità su lungo periodo dello scintillatore prodotto per l'esperimento Double-Chooz, che 

si prefigge di misurare il terzo angolo di mixing, θ13, è stata dimostrata dalle misure condotte 

dal gruppo del CEA di Saclay. 

3) E' iniziata la sperimentazione di R&D per il drogaggio con Nd di un volume di 5 ton di 

scintillatore liquido di Pseudocumene, alla volta di riutilizzare sempre nell'ambito della fisica 

del neutrino il rivelatore CTF (Counting Test Facility) di Borexino. In questa applicazione i 

parametri critici sono la colorazione, e quindi l'abbondanza delle righe di assorbanza, 

dell'elemento Nd e la sua radiopurezza. 


1. P. Gorla, R. Ardito, C. Arnaboldi et al. “CUORICINO AND CUORE DETECTORS: DEVELOPING 

BIG ARRAYS OF LARGE MASS BOLOMETERS FOR RARE EVENTS PHYSICS” 

Nucl Phys B-Proc Sup 150 (2006) 214-218. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings 

of the “9th Topical Seminar on Innovative Particle and Radiation Detectors”, 23 - 26 May 2004 Siena, 

Italy 

2. E. Previtali “20 YEARS OF CRYOGENIC PARTICLE DETECTORS: PAST, PRESENT AND 

FUTURE” Nucl Phys B-Proc Sup 150 (2006) 3-8. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. 

Proceedings of the “9th Topical Seminar on Innovative Particle and Radiation Detectors”, 23 - 26 

May 2004 Siena, Italy 

3. C. Arnaboldi, G. Benedek, C. Brofferio et al. ”MEASUREMENT OF THE p TO s WAVE 

BRANCHING RATIO OF Re-187 BETA DECAY FROM BETA ENVIRONMENTAL FINE 

STRUCTURE” Phys Rev Lett 96 (2006) 042503. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi 

4. R. Ardito, C. Arnaboldi, DR. Artusa et al. “THE CUORICINO AND CUORE DOUBLE BETA 

DECAY EXPERIMENTS” Prog Part Nucl Phys 57 (2006) 203-216. Elsevier Science, Amsterdam, 

Paesi Bassi. Proceedings of the International Workshop of Nuclear Physics, 27th course - Neutrinos 

in Cosmology, in Astro, Particle and Nuclear Physics, Erice, Sicily, Italy, 16-24 September 2005 



5. C. Nones, L. Foggetta, A. Giuliani, M. Pedretti, C. Salvioni, S. Sangiorgio “DEVELOPMENT OF 

NEW BOLOMETERS FOR RARE EVENTS WITH BACKGROUND ACTIVE DISCRIMINATION” Prog. 

Particle and Nuclear Physics, 57 (2006) 269-271, Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. 

Proceedings of the International Workshop of Nuclear Physics, 27th course - Neutrinos in Cosmology, 

in Astro, Particle and Nuclear Physics, Erice, Sicily, Italy, 16-24 September 2005 

6. A. Nucciotti “APPLICATION OF CRYOGENIC DETECTORS IN SUBNUCLEAR AND 

ASTROPARTICLE PHYSICS” Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 559 (2006) 334-336. 

Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th Intenational Workshop on Low 

temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 

7. A. Monfardini, C. Arnaboldi, C. Brofferio, S. Capelli, F. Capozzi, O. Cremonesi, C. Enss, E. Fiorini, A. 

Fleischmann, L. Foggetta, G. Gallinaro, L. Gastaldo, F. Gatti, A. Giuliani, P. Gorla, R. Kelley, C.A. 

Kilbourne, B. Margesin, D. McCammon, C. Nones, A. Nucciotti, M. Pavan, M. Pedretti, D. Pergolesi, G. 

Pessina, F.S. Porter, M. Prest, E. Previtali, P. Repetto, M. Ribeiro-Gomez, S. Sangiorgio, M. Sisti “THE 

MICROCALORIMETER ARRAYS FOR A RHENIUM EXPERIMENT (MARE): A NEXT-GENERATION 

CALORIMETRIC NEUTRINO MASS EXPERIMENT” Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 

559 (2006) 346-348. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th Intenational 

Workshop on Low temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 

8. S. Pirro, C. Arnaboldi, D.R. Artusa, F.T. Avignone III, M. Balata, I. Bandac, M. Barucci, J.W. 

Beeman, F. Bellini, C. Brofferio, C. Bucci, S. Capelli, F. Capozzi, L. Carbone, S. Cebrian, M. Clemenza, 

O. Cremonesi, R.J. Creswick, A. De Waard, M. Dolinsky, H.A. Farach, E. Fiorini, G. Frossati, E. 

Guardincerri, A. Giuliani, P. Gorla, T.D. Gutierrez, E.E. Haller, R. Marujama, S. Nisi, C. Nones, E.B. 

Norman, A. Nucciotti, E. Olivieri, M. Pallavicini, V. Palmieri, E. Pasca, M. Pavan, M. Pedretti, G. 

Pessina, E. Previtali, B. Quinter, L. Risegari, C. Rosenfeld, S. Sangiorgio, M. Sisti, A.R. Smith, L. 

Torres, G. Ventura “FURTHER DEVELOPMENTS IN THE CUORICINO EXPERIMENT” Nuclear Inst. 

and Methods in Physics Research A 559 (2006) 352-354. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. 

Proceedings of the “11th Intenational Workshop on Low temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July 

- 5 August, 2005 

9. C. Nones, L. Foggetta, A. Giuliani, M. Pedretti, C. Salvioni, S. Sangiorgio “A NEW METHOD FOR 

BACKGROUND REJECTION WITH SURFACE SENSITIVE BOLOMETERS, Nuclear Inst. and 

Methods in Physics Research A 559 (2006) 355-357. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. 


- 5 August, 2005 

10. S. Pirro, C. Arnaboldi, J.W. Beeman, G. Pessina “DEVELOPMENT OF BOLOMETRIC LIGHT 

DETECTORS FOR DOUBLE BETA DECAY SEARCHES” Nuclear Inst. and Methods in Physics 

Research A 559 (2006) 361-363. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th 

Intenational Workshop on Low temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 

11. A. Monfardini, F. Capozzi, O. Cremonesi, A. Nucciotti, M. Sisti “ STUDY OF SYSTEMATIC 

EFFECTS IN BETA DECAY MEASUREMENTS WITH AgReO4 CALORIMETERS” Nuclear Inst. and 

Methods in Physics Research A 559 (2006) 364-366. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. 


- 5 August, 2005 

12. A. Nucciotti, C. Arnaboldi, J.W. Beeman, F. Capozzi, G. Ceruti, C.A. Kilbourne, E. Kreysa, D. 

McCammon, A. Monfardini, G. Pessina, E. Previtali, M. Sisti “COMPARISON BETWEEN IMPLANTED 

SI AND NTD-GE THERMISTORS PERFORMANCE IN AgReO4 MICROCALORIMETERS FOR A NEW 

NEUTRINO MASS EXPERIMENT” Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 559 (2006) 367- 

369. Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th Intenational Workshop on 

Low temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 



13. C. Arnaboldi, G. Pessina, S. Pirro “THE COLD PREAMPLIFIER SET-UP OF CUORICINO: 

TOWARDS 1000 CHANNELS” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 559, (2006) 

826-828, Elsevier Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th Intenational Workshop 

on Low temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 

14. S. Pirro “FURTHER DEVELOPMENTS IN MECHANICAL DECOUPLING OF LARGE THERMAL 

DETECTORS” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 559, (2006) 361-363, Elsevier 

Science, Amsterdam, Paesi Bassi. Proceedings of the “11th Intenational Workshop on Low 

temperature Detectors”, Tokyo, Japan, 31 July - 5 August, 2005 

15. C. Nones, L. Foggetta, A. Giuliani, M. Pedretti, C. Salvioni, S. Sangiorgio “A "MUST" FOR A 

DOUBLE BETA DECAY EXPERIMENT: THE REDUCTION OF THE BACKGROUND” AIP Conference 

Proceedings 870 (2006) 591-593, Proceedings of the “9th Conference on the Intersections of Particle 

and Nuclear Physics (CIPANP2006)”, Westin Rio Mar Beach, Puerto Rico (USA), 30 May-3 June 2006 

16. M. Pedretti (on behalf of the CUORE Coll.) “THE ROAD TO THE INVERTED HIERARCHY 

REGION FOR NEUTRINO MASS: THE CUORICINO AND CUORE EXPERIMENTS” AIP Conference 

Proceedings 870 (2006) 525-528, Proceedings of the “9th Conference on the Intersections of Particle 

and Nuclear Physics (CIPANP2006)”, Westin Rio Mar Beach, Puerto Rico (USA), 30 May-3 June 2006 

17. S. Pirro ”PROSPECTS IN DOUBLE BETA DECAY SEARCHES” Europ. Phys. J. A 27 (2006) 25-34 

18. C. Arnaboldi, G. Pessina “A FRONT-END READOUT FOR MICRO BOLOMETERS HAVING SUB 

NANO VOLT NOISE FLOOR” IEEE Transaction on Nuclear Science, 53 (2006) 2861-2868, USA 

19. S. Capelli, on behalf of CUORICINO Coll., “CUORICINO LATEST RESULTS AND BACKGROUND 

ANALYSIS” Neutrino 2006 Conference Proceedings, in press., 2006 

20. S. Capelli, R. Ardito, C. Arnaboldi, D.R. Artusa, F.T. AvignoneIII, M. Balata, I. Bandac, M. Barucci, 

J.W. Beeman, F. Bellini, C. Brofferio, C. Bucci, F. Capozzi, L. Carbone, S. Cebrian, M. Clemenza, C. 

Cosmelli, O. Cremonesi, R.J. Creswick, I. Dafinei, A. deWaard, M. Diemoz, M. Dolinski, H.A. Farach, F. 

Ferroni, E. Fiorini, G. Frossati, C. Gargiulo, E. Guardincerri, A. Giuliani, P. Gorla, T.D. Gutierrez, E.E. 

Haller, I.G. Irastorza, E. Longo, G. Maier, R. Maruyama, S. Morganti, S. Nisi, C. Nones, E.B. Norman, 

A. Nucciotti, E. Olivieri, P. Ottonello, M. Pallavicini, V. Palmieri, E. Pasca, M. Pavan, M. Pedretti, G. 

Pessina, S. Pirro, E. Previtali, B. Quiter, L. Risegari, C. Rosenfeld, S. Sangiorgio, M. Sisti, A.R. Smith, 

S. Toffanin, L.Torres, G. Ventura, N. Xu, L. Zanotti “CUORICINO and CUORE R&D” Proceedings of 

the “XXXIII International Conference on High Energy Physics (ICHEP06)”, 26 July - 2 August 2006, 

Moscow, Russia, in press., 2006 

21. J. Beeman, M. Dolinski, T. D. Gutierrez, E. E. Haller, R. Maruyama, A. R. Smith, N. Xu, A. Giuliani, 

M. Pedretti, S. Sangiorgio, M. Barucci, E. Olivieri, L. Risegari, G. Ventura, M. Balata, C. Bucci, S. Nisi, 

V. Palmieri, A. de Waard, E. B. Norman, C. Arnaboldi, C. Brofferio, S. Capelli, F. Capozzi, L. Carbone, 

M. Clemenza, O. Cremonesi, E. Fiorini, C. Nones, A. Nucciotti, M. Pavan, G. Pessina, S. Pirro, E. 

Previtali, M. Sisti, L. Torres, L. Zanotti, R. Ardito, G. Maier, E. Guardincerri, P. Ottonello, M. Pallavicini, 

D. R. Artusa, F. T. Avignone III,I. Bandac, R. J. Creswick, H. A. Farach, C. Rosenfeld, S. Cebrian, P. 

Gorla, I. G. Irastorza, F. Bellini, C. Cosmelli, I. Dafinei, M. Diemoz, F. Ferroni, C. Gargiulo, E. Longo, 

and S. Morganti “CUORE: AN EXPERIMENT TO INVESTIGATE FOR NEUTRINOLESS DOUBLE 

BETA DECAY BY COOLING 750 Kg OF TeO2 CRYSTALS AT 10mK” AIP Conference Proceedings 

850 (2006) 1623-1626. Proceedings of the “24th International Conference on Low Temperature 

Physics - LT24”, 10 - 17 August 2005, Orlando, Florida, USA 

22. P. Gorla, F. Alessandria, R. Ardito, C. Arnaboldi, D.R. Artusa, F.T. Avignone III, M. Balata, I. 

Bandac, M. Barucci, J. Beeman, F. Bellini, C. Brofferio et al. (the CUORE Collaboration) 

“NEW CUORICINO RESULTS ON THE WAY TO CUORE” Phys. Scr. T127 (2006) 49-51 



23. S. Sangiorgio et al., the CUORE Coll., “NEUTRINOLESS DOUBLE BETA DECAY SEARCH FOR 

Te-130: CUORICINO STATUS AND CUORE PROSPECTS” Presentato al “5th Conference on 

Nuclear and Particle Physics (NUPPAC05)”, Cairo, Egitto, 19-23 Novembre 2005, e pubblicato nei 

proceedings 

24. O. Cremonesi “DOUBLE BETA DECAY: EXPERIMENT AND THEORY”, International Journal of 

Modern Physics A, 21 (2006) 1887-1900, World Scientific, Singapore 

25 A. Pullia, F. Zocca, C. Cattadori “LOW-NOISE AMPLIFICATION OF GAMMA -RAY DETECTOR 

SIGNALS IN HOSTILE ENVIRONMENTS” IEEE Transactions on Nuclear Science vol.53, no.3, pt.3 : 

1744-8, June 2006 

26. B.T. Cleveland, J.N. Abdurashitov, T.J. Bowles, et al. “THE BNO-LNGS JOINT MEASUREMENT 

OF THE SOLAR NEUTRINO CAPTURE RATE IN 71 Ga” Astroparticle Physics vol.25, no.5 : 349-54, 

June 2006 

27. A. Salvini, C. Cattadori, C. Broggini, et al. “Ir AND RARE EARTH'S ELEMENTS DETERMINATION 

BY NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS AND ICP - MS IN SOIL SAMPLES” Journal of Physics: 

Conference Series vol.41, no.1 : 551-4, 2006 



ASTROFISICA 

Personale 

Boella Giuliano 

Bonometto Silvio 

Chincarini Guido 

Sironi Giorgio 

Colpi Monica 

Gavazzi Giuseppe 

Gervasi Massimo 

Sassi Giandomenico 

Zannoni Mario 

Baù Sandro 

Passerini Andrea 

Colombo Loris 

Casarini Luciano 

Guidorzi Cristiano 

La Parola Valentina 

Mainini Roberto 

Tartari Andrea 









Ricercatore 

Tecnico 

Tecnico 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Ospiti: 

Aldo Treves (Università dell'Insubria), Francesco Haardt (Università dell'Insubria) 

Borsisti: 

Michela Mapelli 


Bernadetta De Vecchi, Dino Pierluigi Fugazza, Antonio Enea Romano 

Dottorandi - Cotutela con IASF-INAF, Osservatorio di Brera, IFP-CNR: 

Alessandro Baldi, William Bin, Olga Cucciati, Giovanni Grossetti, Fabio Mattana, Ruben Mazzoleni, 

Alessandro Moro, Marcello Ravasio, Davide Rizzo, Sabrina Rossi. 

Attività organizzativa e di coordinamento 

Incarichi interni all'Università: 

- Prof. Silvio Bonometto: Componente del Comitato d’Area delle Scienze Fisiche 

- Prof. Giogio Sironi: Vicedirettore di Dipartimento - Componente Commissione Piani di Studio 

- Dott. Mario Zannoni: Componente eletto della Giunta di Dipartimento 

Altri Incarichi: 

- Prof. Monica Colpi: Componente del Consiglio Direttivo dell’Italian Society of General Relativity 

- Prof. Giorgio Sironi: Componente Antarctic Working Group dell’International Astronomical Union 

- Prof. Silvio Bonometto: Membro della giunta dell’International School for Astroparticle Physics 



Ricerca 

La ricerca astrofisica in Bicocca copre diverse tematiche, dagli oggetti compatti ai Gammy Ray 

Bursts, dalle galassie agli ammassi di galassie, alla astrofisica delle alte energie e dei raggi cosmici, 

alle astroparticles, alla cosmologia teorica ed osservativa. Viene inoltre sviluppata strumentazione per 

osservazioni dalle lunghezze d’onda radio alle lunghezze d’onda submillimetriche. Le osservazioni 

sono condotte sia dallo spazio che da terra. Le ricerche sono quasi tutte in collaborazione con istituti 

italiani e stranieri. 

Le principali attività sono: 

COSMOLOGIA SPERIMENTALE/OSSERVATIVA 

(a) Osservazioni della Radiazione Fossile a 3K: ricerca di proprietà fini (anisotropie spaziali, 

polarizzazione, distorsioni spettrali), dipendenza della temperatura da Z, effetto S-Z. Sviluppo di 

strumentazione avanzata per la ricerca di polarizzazione con osservazioni da terra e dallo spazio, 

nell’ambito di collaborazioni nazionali ed internazionali (progetti BRAIN e B-pol). Sviluppo di rivelatori a 

basso rumore e radiometri per osservazioni cosmologiche ed astrofisiche a lunghezze d’onda 

millimetriche e sub-millimetriche. 

(b) Costruzione dello strumento robotico infrarosso/ottico REM (Rapid Eye Mount); studio dell' 

“afterglow di Gamma Ray Bursts”; Missione SWIFT. 

(c) Acquisizione ed interpretazione dei dati. 

COSMOLOGIA RELATIVISTICA 

(a) Studio della struttura cosmica su larga scala; Modelli cosmologici. 

(b) Dinamica dell'aggregazione delle sottostrutture; Simulazioni N-Body. 

(c) Radiazione cosmica fossile; Polarizzazione ed energia oscura. 

GALASSIE 

(a) Osservazione multibanda delle galassie nell'Universo Locale; Parametri strutturali; Storie di 

evoluzione stellare; Effetti di ambiente. 

(b) Dinamica delle Galassie Nane. 

ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE 

(a) Fisica delle sorgenti relativistiche; Stelle di neutroni, pulsars, buchi neri. 

(b) Buchi neri e galassie; Dinamica e Cosmologia. 

(c) Osservazioni con satelliti per astronomia X; BeppoSAX, XMM, Chandra. 

Finanziamenti per la Ricerca: 

Fondi FAR (ex 60%) 

Fondi PRIN (COFIN) 

Fondi ASI 

Fondi CNR 

Fondi INFN 

Fondi ENEA/PNRA e CSNA 

Fondi FIRB 



1) Cosmologia - Gruppo Radio 

G. Boella, M. Gervasi, G. Sironi, A. Tartari, M. Zannoni, A. Passerini, S. Baù 

Ricerca di strutture fini della Radiazione Fossile a 3 K con osservazioni da terra e dallo spazio. 

Osservazioni astrofisiche a lunghezze dònda millimetriche e sub-millimetriche. 

Ricerche in corso: 

a) Polarizzazione della Radiazione a 3 K: 

- è in funzione alla Testa Grigia il Polarimetro a Correlazione a 33 GHz realizzato negli scorsi 

anni; 

- è in fase di ultimazione lo strumento BaR-SPOrt per la misura della polarizzazione del cielo a 

32 GHz sulle scale angolari attorno al grado; 

- osservazioni con tecniche interferometriche dalla base antartica di Dome Concordia nell’ambito 

della collaborazione internazionale BRAIN; 

- partecipazione allo studio del progetto spaziale B-pol per la ricerca di modi B della 

polarizzazione ed individuare il fondo cosmologico di onde gravitazionali. 

b) Distorsioni nello spettro della Radiazione a 3 K; è stata completata l’analisi dei dati raccolti con 

lèsperimento TRIS (Insieme di tre radiometri assoluti operanti a 0.6, 0.82 e 2.5 GHz) ed è in corso la 

stesura dei lavori di interpretazione. 

c) Astronomia a lunghezze millimetriche e sub-millimetriche: realizzazione di un insieme di 

radiometri SIS a 94 + 220 + 345 GHz da impiegare per lo studio dellèffetto S-Z e lo studio della 

temperatura della 3 K a Z>0. 

d) G. Gervasi partecipa alla ricerca di antimateria tra i Raggi Cosmici con lo strumento AMS 

pronto per essere installato sulla Stazione Spaziale. 

Esperimenti in corso: 

1) Polarimetro di Milano (MiPol) 

2) Test polarimetro BaR-SPOrt 

3) Esperimento BRAIN 

4) Studi per l’esperimento spaziale B-pol 

5) Ricevitore SIS a 345 GHz 

6) Ricevitore MASTER a 94+220+345 GHz 

7) Laboratorio di criogenia per il test di componenti a microonde 

8) Laboratorio microonde 

Collaborazioni: 

IASF/INAF Milano 

Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza” 

IFSI/INAF Torino 

IASF/INAF Bologna 

IRA/INAF Arretri 

IEIIT/CNR Torino 

Dipartimento di Fisica, Università dell’Insubria, Como 



Dipartimento di Elettronica, Politecnico di Milano 

IEN Galileo Ferraris Torino 

Dept of Physics and Astronomy - Manchester University (UK) 

CESR-CNRS-UPS Toulouse (Fr) 

Pubblicazioni : 

1. M. Gervasi et al. 2006 "MEASUREMENT OF THE SUNYAEV-ZEL'DOVICH EFFECT WITH THE 

SRT. MEMORIE" SAIt Suppl. 10, 175 

2. M. Gervasi et al. 2006. "COHERENT SYSTEMS FOR THE DETECTION OF CMB POLARIZATION" 

In: AA.VV. Cosmic Polarization (R.Fabbri Editor), pp 1-45. Springer (Berlin) and SIF (Bologna) 

3. G. Boella 2006 "BEPPO AND SPACE RESEARCH IN ITALY" In: AA.VV. The Scientific Legacy of 

Beppo Occhialini, pp. 195-198. (P. Redondi, G. Sironi, P. Tucci, G. Vegni Eds) Springer (Berlin) and 

SIF (Bologna) 

4. G. Sironi 2006 "FOREWORD" In: AA.VV. The Scientific Legacy of Beppo Occhialini, pp. IX-X. (P. 

Redondi, G. Sironi, P. Tucci, G. Vegni Eds). Springer (Berlin) and SIF (Bologna) 

5. G. Sironi 2006. 1960-1970: "MILANO AND GRUPPO SPAZIO" In: AA.VV. The Scientific Legacy of 

Beppo Occhialini, pp. 133-140. (P. Redondi, G. Sironi, P. Tucci, G. Vegni Eds). Springer (Berlin) and 

SIF (Bologna) 

6. M. Burton et al. (THE ASTROPOLE CONSORTIUM) 2006 "ASTROPOLES - ASTRONOMY FROM 

THE POLAR PLATEAUS" In: Astronomy in Antarctica. IAU General Assembly - Prague 2006 (in 

stampa) 

7. P. Bobik et al. 2006 “MAGNETOSPHERIC TRANSMISSION FUNCTION APPROACH TO 

DISENTANGLE PRIMARY FROM SECONDARY COSMIC RAY FLUXES IN THE PENUMBRA 

REGION” Journal of Geophysical Research - Space Physics, 111, A05205 

8. L.P.L. Colombo and M. Gervasi 2006 “CONSTRAINTS ON QUINTESSENCE USING RECENT 

COSMOLOGICAL DATA” Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 10,1088 

9. P. Bobik et al. 2006 “A 2D STOCHASTIC MONTECARLO FOR THE SOLAR MODULATION OF 

GCR: A PROCEDURE TO FIT INTERPLANETARY PARAMETERS COMPARING TO THE 

EXPERIMENTAL DATA” In Proc. 9th Conference on Astroparticle, Particle and Space Physics, 

Detectors and Medical Physics Applications; Villa Olmo, Como (Italy), 17-21 October, 2005; World 

Scientific Publishing, 206-211 (2006), M. Barone et al. eds. 

10. P. Bobik et al, 2006 “PRIMARY HELIUM CR INSIDE THE MAGNETOSPHERE: A 

TRANSMISSION FUNCTION STUDY” In Proc. 9th Conference on Astroparticle, Particle and Space 

Physics, Detectors and Medical Physics Applications; Villa Olmo, Como (Italy), 17-21 October, 2005; 

World Scientific Publishing, 909-916 (2006), M. Barone et al. eds. 

11. P. Bobik et al. 2006 “IONS ABUNDANCE CLOSE TO THE EARTH SURFACE: THE ROLE OF 

THE MAGNETOSPHERE” In Proc. 9th Conference on Astroparticle, Particle and Space Physics, 

Detectors and Medical Physics Applications; Villa Olmo, Como (Italy), 17-21 October, 2005; World 

Scientific Publishing, 928-934 (2006), M. Barone et al. eds. 



2) Astrofisica & Cosmologia 

G. Chincarini 

Componenti: 

• Il Prof. Guido Chincarini è il Principal Investigator italiano della collaborazione Swift; il gruppo 

ha carattere nazionale ed internazionale e ha un ruolo di primo piano nella ricerca sui Gamma Ray 

Bursts. 

Si elencano i collaboratori presenti dall’inizio del progetto: 

• Bicocca: Stefano Guidorzi (Post Doc), Patrizia Romano (Post Doc), Ruben Salvaterra (post 

doc) 

• Bicocca Studenti: Laura di Gesu (tesina), Diletta Pagnoni (tesina), Francesco Pasotti (tesi di 

laurea), Raffaella Margutti (dottorato di ricerca) 

• INAF - OAB Swift Team - Milano 

• ASI SCIENCE DATA CENTER (ASDC) - ROMA ASI Ground Segment - Malindi 

• INAF, IASF Palermo 

• INAF – OAR Roma 

• Collaboratori Internazionali: NASA (Goddard Space Flight Centre) - USA, Penn State 

University - USA, University of Leicester UK - Los Alamos USA. 


• L’anno 2006 è caratterizzato dalla transizione tra il periodo delle scoperte iniziali dovute 

all’ottimo funzionamento del satellite Swift e dell’inizio della statistica attraverso la quale si pensa di 

capire la fisica e la cosmologia del fenomeno. 

Gli argomenti che verranno approfonditi nell’ambito del gruppo italiano sono: 

• Morfologia e fisica dei Flares. Meccanismo di emissione e attività del motore centrale. 

• Fisica ed energetica dei Gamma Ray Bursts - Curve di Luce. 

• Meccanismi di decadimento dell’emissione nelle diverse bande elettromagnetiche. 

• La funzione di luminosità. 

• Progenitori e galassie ospite. 

• Studio della riga ferro altamente ionizzato. 

• Statistica della variabilità nei raggi gamma. Sfasamento dei picchi in funzione dell’energia. 

• La distribuzione spettrale dai 150keV all’ottico. Implicazioni per i modelli di emissione e per i jet 

ultrarelativistici. 

Relazione di invito a congressi: 

• Sono elencati solamente gli inviti e relative partecipazioni a congressi del Prof. Guido 

Chincarini. Va tuttavia tenuto presente che vari componenti del team hanno avuto inviti analoghi. 

Inoltre, non sono elencate le conferenze per il pubblico: 

• SAIt Catania 

• Cefalu 

• Elba 

• Venice 2006 

• Bejing (China) - COSPAR 

• CfA - Smithsonian - Cambridge USA 

• Ithaca - Cornell University 

• Roma - ICRA 




• Di seguito sono elencate le sole pubblicazioni dell’anno 2006. Non sono elencati i 

GCN (brevi articoli che sono normalmente citati e pubblicazioni a carattere 

divulgativo). Per le relazioni pubblicate nel 2006 con referee e altre pubblicazioni 

vedi in ADS abstract service (USA) dove si trova per il 2006 sotto Chincarini: 

Query Results from the ADS Database - Total number selected: 130. 

1. arXiv:astro-ph/0612644 

Title: DISCOVERY OF THE OPTICAL AFTERGLOW OF XRF 040812: VLT AND CHANDRA 

OBSERVATIONS - Authors: P. D'avanzo, D. Malesani, S. Campana, S. Covino, A. Moretti, G. 

Tagliaferri, G. Chincarini - Comments: To be published in the proceedings of the conference "SWIFT 

and GRBs: Unveiling the Relativistic Universe", Venice, June 5-9, 2006, to appear in Il Nuovo Cimento 


Title: ACHROMATIC BREAKS FOR SWIFT GRBS: ANY EVIDENCE? - Authors: S. Covino 

(INAF/OABr), D. Malesani (NBI-Dark, Sissa), G. Tagliaferri (INAF/OABr), S.D. Vergani (DIAS and 

DCU), G. Chincarini (Bicocca Univ., INAF/OABr), D.A. Kann (TLS Tautenburg), A. Moretti+ 

(INAF/OABr), L. Stella (INAF/OAR) - Comments: Proceedings of the international conference Swift and 

GRBs: Unveiling the Relativistic Universe - Venice, 5-9 June 2006, to appear in Il Nuovo Cimento 


Title: A DIRECT MEASUREMENT OF THE RELATIVISTIC EXPANSION VELOCITY OF GAMMA-RAY 

BURST FIREBALLS - Authors: E. Molinari, S.D. Vergani, D. Malesani, S. Covino, P. D'avanzo, G. 

Chincarini, F.M. Zerbi, L.A. Antonelli, P. Conconi, V. Testa, G. Tosti, F. Vitali, F. D'Alessio, G. 

Malaspina, L. Nicastro, E. Palazzi, D. Guetta, S. Campana, P. Goldoni, N. Masetti, E.J.A. Meurs, A. 

Monfardini, L. Norci, E. Pian, S. Piranomonte, D. Rizzuto, M. Stefanon, L. Stella, G. Tagliaferri, P.A. 

Ward, G. Ihle, L. Gonzalez, A. Pizarro, P. Sinclair, J. Valenzuela - Comments: 14 pages, 2 color figures 


Title: PANCHROMATIC STUDY OF GRB 060124: FROM PRECURSOR TO AFTERGLOW - Authors: 

P. Romano, S. Campana, G. Chincarini (INAF-OAB), J. Cummings (GSFC), G. Cusumano (INAF- 

IASF-Pa), S. T. Holland (GSFC), V. Mangano, T. Mineo (INAF-IASF-Pa), K. L. Page (U Leicester), V. 

Pal'shin (Ioffe PTI), E. Rol (U Leicester), T. Sakamoto (GSFC), B. Zhang (U Nevada), et al. - 

Comments: 4 pages, 2 figures. Proceedings of `SWIFT and GRBs: Unveiling the Relativistic Universe, 

June 5-9, 2006 Venice (Italy), to appear in Il Nuovo Cimento 


Title: THE GAMMA RAY BURST LUMINOSITY FUNCTION IN THE LIGHT OF THE SWIFT 2-YEAR 

DATA - Authors: R. Salvaterra, C. Chincarini - Comments: 7 pages, 3 figures, ApJ Letter in press 


Title: GAMMA RAY BURSTS FLARES DETECTED AND OBSERVED BY THE SWIFT SATELLITE - 

Authors: G. Chincarini, A. Moretti, P. Romano, S. Campana, S. Covino, G. Tagliaferri, A.D. Falcone, 

D.N. Burrows, N. Gehrels, V. Mangano, G. Cusumano, M. Perri, P. Giommi, M. Capalbi - Comments: 

Proceedings of the Beijing COSPAR Assembly 2006; submitted Nov 2, 2006 


Title: TESTING THE STANDARD FIREBALL MODEL OF GRBS USING LATE X-RAY AFTERGLOWS 

MEASURED BY SWIFT - Authors: R. Willingale, P.T. O'Brien, J.P. Osborne, O. Godet, K.L. Page, M.R. 

Goad, D.N. Burrows, B. Zhang, E. Rol, N. Gehrels, G. Chincarini - Comments: submitted to ApJ 


Title: A METAL RICH MOLECULAR CLOUD SURROUNDS GRB 050904 AT REDSHIFT 6.3 - Authors: 

S. Campana (Brera obs.), D. Lazzati (JILA, Colorado Univ.), E. Ripamonti (Kapteyn Inst., Groningen 



Univ.), R. Perna (JILA, Colorado Univ.), S. Covino (Brera obs.), G. Tagliaferri (Brera obs.), A. Moretti 

(Brera obs.), P. Romano (Brera obs.), G. Cusumano (IASF Palermo), G. Chincarini (Bicocca-Milano 

Univ. & Brera obs.) - Comments: 4 pages, 2 figures. Accepted for publication on Astrophysical 

Journal Letters 


Title: SWIFT OBSERVATIONS OF TEV BL LAC OBJECTS - Authors: A. Tramacere (1), P. Giommi (2), 

E. Massaro (1,2), M. Perri (2) R. Nesci (1), S. Colafrancesco (3), G. Tagliaferri (4), G. Chincarini (4), A. 

Falcone (5), D.N. Burrows (5), P. Roming (5), M. McMath Chester (5), N. Gehrels (6) ((1)Dipartimento 

di Fisica, Università La Sapienza, Roma, Italy, (2) ASI Science Data Center, ESRIN, via G. Galilei, 

Frascati, Italy, (3) INAF, Osservatorio Astronomico di Roma, Monteporzio Catone, Italy, (4) INAF, 

Osservatorio Astronomico di Brera, Merate, Italy, (5) Department of Astronomy and Astrophysics, 

Pennsylvania State University, USA, (6) NASA-Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, 

USA) - Comments: 10 pages, 7 figures. Accepted for publication in the Astronomy and Astrophysics 


Title: SWIFT AND XMM-NEWTON OBSERVATIONS OF THE EXTRAORDINARY GRB 060729: AN 

AFTERGLOW WITH A MORE THAN 100 DAYS X-RAY LIGHT CURVE - Authors: D. Grupe (PSU), C. 

Gronwall (PSU), Xiang-Yu Wang (PSU), P. Roming (PSU), J. Cummings (NASA/GSFC), Bing Zhang 

(Univ of NV), P. Meszaros (PSU, Maria Diaz Trigo (ESO/SCIOPS), P.T. O'Brien (U Leicester), K. Page 

(U Leicester), A. Beardmore (U Leicester), O. Godet (U Leicester), D. vanden Berk (PSU), P. Brown 

(PSU), S. Koch (PSU), D. Morris (PSU), M. Stroh (PSU), D.N. Burrows (PSU), J.A. Nousek (PSU), M. 

McMath Chester (PSU), S. Immler (NASA/GSFC), V. Mangano (INAF-OAB), P. Romano INAF-OAB), 

G. (INAF-OAB), J. Osborne (U Leicester), T. Sakamoto (NASA/GSFC), N. Gehrels (NASA/GSFC) - 

Comments: Accepted to be published in the Astrophysical Journal, 28 pages, 10 figures 


Title: SWIFT DISCOVERY OF GAMMA-RAY BURSTS WITHOUT JET BREAK FEATURE IN THEIR X- 

RAY AFTERGLOWS - Authors: G. Sato, R. Yamazaki, K. Ioka, T. Sakamoto, T. Takahashi, K. 

Nakazawa, T. Nakamura, K. Toma, D. Hullinger, M. Tashiro, A. M. Parsons, H. A. Krimm, S. D. 

Barthelmy, N. Gehrels, D. N. Burrows, P. T. O'Brien, J. P. Osborne, G. Chincarini, D. Q. Lamb - 

Comments: 24 pages, 6 figures, accepted for publication in ApJ; minor revision 


Title: LONG-TERM MONITORING OF THE X-RAY AFTERGLOW OF GRB 050408 WITH SWIFT/XRT 

Authors: M. Capalbi, D. Malesani, M. Perri, P. Giommi, S. Covino, G. Cusumano, V. Mangano, T. 

Mineo, S. Campana, G. Chincarini, V. La Parola, A. Moretti, P. Romano, G. Tagliaferri, L. Angelini, P. 

Boyd, D.N. Burrows, O. Godet, J.E. Hill, J.A. Kennea, F. Marshall, P.T. O'Brien, N. Gehrels - 

Comments: Accepted for publication in A&A; 7 pages, 3 figures 


Title: NEAR REAL-TIME SELECTION OF HIGH REDSHIFT GRBS WITH SWIFT - Authors: S. 

Campana (OAB), G. Tagliaferri (OAB), D. Malesani (SISSA), L. Stella (OAR), P. D'Avanzo (OAB & 

Uni. Insubria), G. Chincarini (Univ. Milano - Bicocca & OAB), S. Covino (OAB) - Comments: 

Submitted to A&A Letters 


Title: SWIFT OBSERVATIONS OF GRB050904: THE MOST DISTANT COSMIC EXPLOSION EVER 

OBSERVED - Authors: G. Cusumano, V. Mangano, G. Chincarini, A. Panaitescu, D.N. Burrows, V. La 

Parola, T. Sakamoto, S. Campana, T. Mineo, G. Tagliaferri, L. Angelini, S.D. Barthelemy, A.P. 

Beardmore, P.T. Boyd, L. Cominsky, C. Gronwall, E.E. Fenimore, N. Gehrels, P. Giommi, M. Goad, K. 

Hurley, S. Immler, J.A. Kennea, K.O. Mason, F. Marshall, P. Meszaros, J.A. Nousek, J.P. Osborne, 

D.M. Palmer, P.W.A. Roming, A. Wells, N.E. White, B. Zhang - Comments: 9 pages, 2 table, 6 figures, 

accepted for publication on A&A 




Title: SWIFT XRT AND UVOT DEEP OBSERVATIONS OF THE HIGH ENERGY PEAKED BL LAC 

OBJECT PKS 0548-322 CLOSE TO ITS BRIGHTEST STATE - Authors: M. Perri, A. Maselli, P. 

Giommi, E. Massaro, R. Nesci, A. Tramacere, M. Capalbi, G. Cusumano, G. Chincarini, G. Tagliaferri, 

D.N. Burrows, D.V. Berk, N. Gehrels, R.M. Sambruna - Comments: Accepted for publication in A&A (6 

pages, 3 figures) 


Title: GRB RADIATIVE EFFICIENCIES DERIVED FROM THE SWIFT DATA: GRBS VS. XRFS, LONG 

VS. SHORT - Authors: Bing Zhang, Enwei Liang, Kim L. Page, Dirk Grupe, Bin-Bin Zhang, Scott D. 

Barthelmy, David N. Burrows, Sergio Campana, Guido Chincarini, Neil Gehrels, Shiho Kobayashi, 

Peter Meszaros, Alberto Moretti, John A. Nousek, Paul T. O'Brien, Julian P. Osborne, Peter W. A. 

Roming, Takanori Sakamoto, Patricia Schady, Richard Willingale - Comments: 43 pages, 10 figures, 

ApJ, in press 


Title: UVES/VLT HIGH RESOLUTION SPECTROSCOPY OF GRB 050730 AFTERGLOW: PROBING 

THE FEATURES OF THE GRB ENVIRONMENT - Authors: V. D'Elia, F. Fiore, E. Meurs, G. Chincarini, 

A. Melandri, L. Norci, L. Pellizza, R. Perna, S. Piranomonte, L. Sbordone, L. Stella, G. Tagliaferri, S. 

Vergani, P. Ward, L. Angelini, L.A. Antonelli, D.N. Burrows, S. Campana, M. Capalbi, P.A. Caraveo, A. 

Cimatti, E. Costa, G. Cusumano, P. D'Avanzo, M. Della Valle, P. Filliatre, A. Fontana F. Frontera, D. 

Fugazza, N. Gehrels, T. Giannini, P. Giommi, P. Goldoni, D. Guetta, G. Israel, D. Lazzati, D. Malesani, 

G. Marconi, K. Mason, S. Mereghetti, E. Molinari, A. Moretti, J. Nousek, M. Perri, L. Piro, G. Stratta, V. 

Testa, M. Vietri - Comments: 11 pages, 15 postscript figures, accepted for pubblication in A&A 


Title: POLARIX: A SMALL MISSION OF X-RAY POLARIMETRY - Authors: E. Costa (1), R. Bellazzini 

(2), P. Soffitta (1), F. Muleri (1), M. Feroci (1), M. Frutti (1), M. Mastropietro (1), L. Pacciani (1), A. 

Rubini (1), E. Morelli (3), L. Baldini (2), F. Bitti (2), A. Brez (2), F. Cavalca (2), L. Latronico (2), M.M. 

Massai (2), N. Omodei (2), M. Pinchera (2), C. Sgrò (2), G. Spandre (2), G. Matt (4), G.C. Perola (4), 

G. Chincarini (5) (6), O. Citterio (5), G. Tagliaferri (5), G. Pareschi (5), V. Cotroneo (5) (1) INAF/IASF- 

Rome Italy, (2) INFN-Pisa Italy, (3) INAF/IASF-Bologna Italy, (4) Università di Roma 3 Rome Italy, (5) 

Osservatorio Astronomico di Brera Merate Italy, (6) Università Milano - Bicocca Milan Italy) - 

Comments: 9 pages, 5 figures 


Title: GRB 050223: A DARK GRB IN A DUSTY STARBURST GALAXY - Authors: L. J. Pellizza (1 and 

2), P.A. Duc (1), E. Le Floc'h (3 and 4), I. F. Mirabel (5), L. A. Antonelli (6), S. Campana (7), G. 

Chincarini (7 and 8), A. Cimatti (9), S. Covino (7), M. Della Valle (9), F. Fiore (6), D. Fugazza (7), P. 

Giommi (10), P. Goldoni (11), G. L. Israel (6), E. Molinari (7), A. Moretti (7), L. Piro (12), P. Saracco (7), 

L. Stella (6), G. Tagliaferri (7), M. Vietri (13) ((1) AIM CEA Saclay - France, (2) IAFE - Argentina, (3) 

Steward Obs. - USA, (4) Observatoire de Paris - France, (5) ESO - Chile, (6) INAF Roma - Italy, (7) 

INAF - Brera Italy, (8) Univ. Milano - Bicocca - Italy, (9) INAF Arcetri - Italy, (10) ASI SDC - Italy, (11) 

APC - France, (12) INAF-IASF Roma - Italy, (13) SNS Pisa - Italy) - Comments: 4 pages, 2 figures, 

accepted for publication in Astronomy & Astrophysics 


Title: GRBS WITH THE SWIFT SATELLITE - Authors: G. Chincarini - Comments: Comments: 24 

pages, a shorter version will appear in proceedings of Vulcano Workshop 2006 


Title: AN ENIGMATIC LONG-LASTING GAMMA-RAY BURST NOT ACCOMPANIED BY A BRIGHT 

SUPERNOVA - Authors: M. Della Valle, G. Chincarini, N. Panagia, G. Tagliaferri, D. Malesani, V. 

Testa, D. Fugazza, S. Campana, S. Covino, V. Mangano, L. A. Antonelli, P. D'Avanzo, K. Hurley, I. F. 



Mirabel, L. J. Pellizza, S. Piranomonte, L. Stella - Comments: 14 pages, 4 color figures. Final version 

accepted to Nature. Title and author list updated. Includes supplementary material and one extra color 

figure for presentations 


Title: SWIFT AND INFRA-RED OBSERVATIONS OF THE BLAZAR 3C~454.3 DURING THE GIANT X- 

RAY FLARE OF MAY 2005 - Authors: P. Giommi, A.J. Blustin, M. Capalbi, S. Colafrancesco, A. 

Cucchiara, L. Fuhrmann, H.A. Krimm, N. Marchili, E. Massaro, M. Perri, G. Tagliaferri, G. Tosti, A. 

Tramacere, D.N. Burrows, G. Chincarini, A. Falcone, N. Gehrels, J. Kennea, R. Sambruna - 

Comments: 7 pages, 4 figures, accepted for publication in A&A 


Title: JET BREAKS IN SHORT GAMMA-RAY BURSTS. II: THE COLLIMATED AFTERGLOW OF GRB 

051221A - Authors: D.N. Burrows, D. Grupe, M. Capalbi, A. Panaitescu, S.K. Patel, C. Kouveliotou, B. 

Zhang, P. Meszaros, G. Chincarini, N. Gehrels, R.A.M. Wijers - Comments: 10 pages, 4 figures. 

Submitted to The Astrophysical Journal 13 April 2006, accepted 7 August 2006. This revision is the 

accepted version 


Title: HYPERNOVA SIGNATURES IN THE LATE REBRIGHTENING OF GRB 050525A - Authors: M. 

Della Valle, D. Malesani, J.S. Bloom, S. Benetti, G. Chincarini, P. D'Avanzo, R.J. Foley, S. Covino, A. 

Melandri, S. Piranomonte, G. Tagliaferri, L. Stella, R. Gilmozzi, L.A. Antonelli, S. Campana, H.-W. 

Chen, P. Filliatre, F. Fiore, D. Fugazza, N. Gehrels, K. Hurley, I.F. Mirabel, L.J. Pellizza, L. Piro, J.X. 

Prochaska - Comments: 5 pages, 4 ps figures. Accepted for publication in ApJ Letters 


Title: SWIFT XRT OBSERVATIONS OF THE AFTERGLOW OF XRF 050416A - Authors: V. Mangano, 

V. La Parola, G. Cusumano, T. Mineo, D. Malesani, J. Dyks, S. Campana, M. Capalbi, G. Chincarini, P. 

Giommi, A. Moretti, M. Perri, P. Romano, G. Tagliaferri, D.N. Burrows, N. Gehrels, O. Godet, S.T. 

Holland, J.A. Kennea, K. L. Page, J.L. Racusin, P.W.A. Roming, B. Zhang - Comments: Accepted for 

publication on ApJ; replaced with revised version: part of the discussion moved in an appendix; 11 

pages, 6 figures; abstract shortened for posting on astro-ph 


Title: THE MULTIWAVELENGTH AFTERGLOW OF GRB 050721: A PUZZLING REBRIGHTENING 

SEEN IN THE OPTICAL BUT NOT IN THE X-RAY - Authors: L.A. Antonelli, V. Testa, P. Romano, D. 

Guetta, K. Torii, V.D. Elia, D. Malesani, G. Chincarini, S. Covino, P. D Avanzo, M. Della Valle, F. Fiore, 

D. Fugazza, A. Moretti, L. Stella, G. Tagliaferri, S. Barthelmy, D. Burrows, S. Campana, M. Capalbi, G. 

Cusumano, N. Gehrels, P. Giommi, D. Lazzati, V. La Parola, V. Mangano, T. Mineo, J. Nousek, P. T. 

OBrien, M. Perri - Comments: 8 pages, 7 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics 


Title: THE SWIFT X-RAY FLARING AFTERGLOW OF GRB 050607 - Authors: C. Pagani (1,2), D.C. 

Morris (2), S. Kobayashi (3), T. Sakamoto (4), A. Falcone (2), A. Moretti (1), K. Page (5), D.N. Burrows 

(2), D. Grupe (2), A. Retter (2), J. Racusin (2), J.A. Kennea (2), S. Campana (1), P. Romano (1), G. 

Tagliaferri (1), J. E. Hill (4,6), L. Angelini (4), G. Cusumano (7), M.R. Goad (5), S. Barthelmy (3), G. 

Chincarini (1), A. Wells (8), P. Giommi (9), J.A. Nousek (2), N. Gehrels (4) (1) INAF - Osservatorio 

Astronomico di Brera, (2) Pennsylvania State University, (3) Liverpool John Moores University, (4) 

NASA/Goddard Space Flight Center, (5) University of Leicester, (6) Universities Space Research 

Association, (7) INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Sezione di Palermo, (8) Space 

Research Centre, University of Leicester, (9) ASI Science Data Center) - Comments: 23 pages, 5 

figures, accepted by the Astrophysical Journal 




Title: MODELS FOR THE TYPE IC HYPERNOVA SN 2003LW ASSOCIATED WITH GRB 031203 - 

Authors: P.A. Mazzali, J. Deng, E. Pian, D. Malesani, N. Tominaga, K. Maeda, K. Nomoto, G. 

Chincarini, S. Covino, M. Della Valle, D. Fugazza, G. Tagliaferri, A. Gal-Yam - Comments: 19 pages, 8 

figures, accepted for publication in ApJ 


Title: THE X-RAY AFTERGLOW OF THE SHORT GAMMA RAY BURST 050724 - Authors: S. 

Campana, G. Tagliaferri, D. Lazzati, G. Chincarini, S. Covino, K. Page, P. Romano, A. Moretti, G. 

Cusumano, V. Mangano, T. Mineo, V. La Parola, P. Giommi, M. Perri, M. Capalbi, B. Zhang, S. 

Barthelmy, J. Cummings, T. Sakamoto, D.N. Burrows, J.A. Kennea, J.A. Nousek, J.P. Osborne, P.T. 

O'Brien, O. Godet, N. Gehrels - Comments: 6 pages, 2 figures, accepted for publication in A&A 

30. arXiv:astro-ph/0603279 : 

Title: THE SHOCK BREAK-OUT OF GRB 060218/SN 2006AJ - Authors: S. Campana, V. Mangano, A. 

J. Blustin, P. Brown, D.N. Burrows, G. Chincarini, J.R. Cummings, G. Cusumano, M. Della Valle, D. 

Malesani, P. Meszaros, J.A. Nousek, M. Page, T. Sakamoto, E. Waxman, B. Zhang, Z.G. Dai, N. 

Gehrels, S. Immler, F.E. Marshall, K.O. Mason, A. Moretti, P.T. O'Brien, J.P. Osborne, K.L. Page, P. 

Romano, P.W.A. Roming, G. Tagliaferri, L.R. Cominsky, P. Giommi, O. Godet, J.A. Kennea, H. Krimm, 

L. Angelini, S.D. Barthelmy, P.T. Boyd, D.M. Palmer, A.A. Wells, N.E. White - Comments: 12 pages, 3 

color figures (final version), accepted for publication in Nature 


Title: GRB051210: SWIFT DETECTION OF A SHORT GAMMA RAY BURST - Authors: V. La Parola, 

V. Mangano, D. Fox, B. Zhang, H.A. Krimm, G. Cusumano, T.Mineo, D. Burrows, S. Barthelmy, S. 

Campana, M. Capalbi, G. Chincarini, N. Gehrels, P. Giommi, F.E. Marshall, P. Meszaros, A. Moretti, 

P.T. O'Brien, D.M. Palmer, M. Perri, P. Romano, G. Tagliaferri - Comments: 5 pages, 3 figures, 

submitted to A&A Letters 


Title: PANCHROMATIC STUDY OF GRB 060124: FROM PRECURSOR TO AFTERGLOW - Authors: 

P. Romano, S. Campana, G. Chincarini (INAF-OAB), J. Cummings (GSFC), G. Cusumano (INAF- 

IASF-Pa), S.T. Holland (GSFC), V. Mangano, T. Mineo (INAF-IASF-Pa), K.L. Page (U Leicester), V. 

Pal'shin (Ioffe PTI), E. Rol (U Leicester), T. Sakamoto (GSFC), B. Zhang (U Nevada), R. Aptekar (Ioffe 

PTI), S. Barbier (GSFC), S. Barthelmy (GSFC), A.P. Beardmore (U Leicester), P. Boyd (GSFC), D.N. 

Burrows (PSU), M. Capalbi (ASDC), E.E. Fenimore (LANL), D. Frederiks (Ioffe PTI), N. Gehrels 

(GSFC), P. Giommi (ASDC), M.R. Goad (U Leicester), O. Godet (U Leicester), S. Golenetskii (Ioffe 

PTI), D. Guetta (OAR), J.A. Kennea (PSU), V. La Parola (INAF-IASF-Pa), D. Malesani (SISSA/ISAS), 

F. Marshall (GSFC), A. Moretti (OAB), J.A. Nousek (PSU), P.T. O'Brien (U Leicester), J.P. Osborne (U 

Leicester), M. Perri (ASDC), et al. - Comments: 15 pages, 14 figures, 6 tables. Astronomy and 

Astrophysics, accepted. Revised UVOT photometry 


Title: THE VARIABLE X-RAY LIGHT CURVE OF GRB 050713A: THE CASE OF REFRESHED 

SHOCKS - Authors: D. Guetta, F. Fiore, V. D'Elia, R. Perna, L.A. Antonelli, S. Piranomonte, S. 

Puccetti, L. Stella, L. Angelini, N. Schartel, S. Campana, G. Chincarini, S. Covino, G. Tagliaferri, D. 

Malesani, C. Guidorzi, A. Monfardini, C.G. Mundell, de Leon Cruz, A.J. Castro-Tirado, S. Guzly, J. 

Gorosabel, M. Jelinek, A. Gomboc - Comments: few changes, to be published in A&A 


Title: TESTING THE CURVATURE EFFECT AND INTERNAL ORIGIN OF GAMMA-RAY BURST 

PROMPT EMISSIONS AND X-RAY FLARES WITH SWIFT DATA - Authors: E.W. Liang, B. Zhang, 

P.T. O'Brien, R. Willingale, L. Angelini, D.N. Burrows, S. Campana, G. Chincarini, A. Falcone, N. 



Gehrels, M.R. Goad, D. Grupe, S. Kobayashi, P. Mészáros, J.A. Nousek, J.P. Osborne, K.L. Page, G. 

Tagliaferri - Comments: 17 pages total with 2 figures, version accepted for publication in ApJ 


Title: LATE-TIME X-RAY FLARES DURING GRB AFTERGLOWS: EXTENDED INTERNAL ENGINE 

ACTIVITY - Authors: A.D. Falcone, D. N. Burrows, P. Romano, S. Kobayashi, D. Lazzati, B. Zhang, S. 

Campana, G. Chincarini, G. Cusumano, N. Gehrels, P. Giommi, M.R. Goad, O. Godet, J.E. Hill, J. A. 

Kennea, P. Meszaros, D. Morris, J.A. Nousek, P.T. O'Brien, J.P. Osborne, C. Pagani, K. Page, G. 

Tagliaferri, the Swift XRT Team - Comments: To appear in the proceedings of the 16th Annual October 

Astrophysics Conference in Maryland "Gamma Ray Bursts in the Swift Era" 


Title: THE FRONTIER OF DARKNESS: THE CASES OF GRB 040223, GRB 040422, GRB 040624 - 

Authors: P. D'Avanzo, P. Filliatre, P. Goldoni, L.A. Antonelli, S. Campana, G. Chincarini, S. Covino, A. 

Cucchiara, M. Della Valle, A. De Luca, S. Foley, D. Fugazza, N. Gehrels, D. Götz, L. Hanlon, G.L. 

Israel, D. Malesani, B. McBreen, S. McBreen, S. McGlynn, S. Mereghetti, L. Moran, J.A. Nousek, R. 

Perna, L. Stella, G. Tagliaferri - Comments: 4 pages, 2 figures. To appear in the proceedings of the 

16th Annual October Astrophysics Conference in Maryland "Gamma Ray Bursts in the Swift Era", eds. 

S. Holt, N. Gehrels & J. Nousek 


Title: X-RAY FLARE IN XRF 050406: EVIDENCE FOR PROLONGED ENGINE ACTIVITY - Authors: P. 

Romano, A. Moretti, P.L. Banat (1), D.N. Burrows (2), S. Campana, G. Chincarini, S. Covino (1), D. 

Malesani (3), G. Tagliaferri (1), S. Kobayashi (2,4), B. Zhang (5), A.D. Falcone (2), L. Angelini (6,7), S. 

Barthelmy (6), A.P. Beardmore (8), M. Capalbi (9), G. Cusumano (10), P. Giommi (11), M.R. Goad, O. 

Godet (8), D. Grupe (2), J.E. Hill (6,12), J.A. Kennea (2), V. La Parola, V. Mangano (10), P. Meszaros, 

D.C. Morris, J. A. Nousek (2), P.T. O'Brien, J.P. Osborne (8), A. Parsons (6), M. Perri (9), C. Pagani 

(2,1), K.L. Page, A.A. Wells (8), N. Gehrels (6) - Comments: 11 pages, 3 figures, accepted for 

publication in A&A; added references, corrected typos 


Title: THE EARLY X-RAY EMISSION FROM GRBS - Authors: P.T. O'Brien, R. Willingale, J. Osborne, 

M.R. Goad, K.L. Page, S. Vaughan, E. Rol, A. Beardmore, O. Godet, C. Hurkett, A. Wells, B. Zhang, S. 

Kobayashi, D.N. Burrows, J.A. Nousek, J.A. Kennea, A. Falcone, D. Grupe, N. Gehrels, S. Barthelmy, 

J. Cannizzo, J. Cummings, J. Hill, H. Krimm, G. Chincarini, G. Tagliaferri, S. Campana, A. Moretti, P. 

Giommi, M. Perri, V. Mangano, V. La Parola - Comments: Submitted to ApJ on December 16. Revised 

following referee's comments. Accepted for publication in ApJ. Minor correction to Fig. 14 caption and 

updated references 

3) Cosmologia Relativistica 

S.A. Bonometto 

- Natura delle componenti oscure del cosmo 

- Analisi lineare e post-lineare di modelli con energia oscura (DE) dinamica ed accoppiata 

- Radiazione cosmica di fondo (CMB): previsioni di anisotropie e la polarizzazione in modelli 

cosmologici con diversi tipi di componenti oscure e confronto coi dati 

- Simulazioni n-body di cosmologie LCDM, con DE dinamica e accoppiata 



- Previsioni osservative in cosmologie con DE dinamica e accoppiata: distribuzione degli 

ammassi di galassie e della galassia in funzione del redshift, distribuzione dei vuoti, lensing 

gravitazionale forte, cosmic shear 


(a) Analisi del collasso sferico di fluttuazioni in cosmologie con varie forme di DE. Su questa 

base si sono effettuate previsioni sulla dipendenza dal redshift della funzione di massa degli ammassi 

di galassie. 

(b) Tali previsioni sono state confrontate con simulazioni per modelli con DE dinamica, legata 

a potenziali SUGRA. Le simulazioni sono state anche utilizzate allo studio dei profili degli ammassi, 

della distribuzione delle concentrazioni e dell'abbondanza di satelliti. 

(c) In particolare, studi preparatori per progetti sperimentali volti a determinare l'equazione di 

stato della DE tramite misure del cosmic shear e della distribuzione delle SNIa faint. 

(d) Studio del CMB in relazione a progetti di esperimenti sulla polarizzazione, da realizzarsi 

nell'ambito di ampie collaborazioni internazionali su bandi ASI e/o ESA. 

(e) In particolare: (i) Studio della capacità di fissare i parametri cosmologici con esperimenti 

aventi sensibilità adeguata a misurare il modo B di polarizzazione. (ii) Studio dei foreground galattici. 


(f) Studio di modelli cosmologici con DE accoppiata legati alla teoria di Peccei-Quinn. 

IASF/INAF (Bologna) 

Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma “La Sapienza” 

INAF-O.A. di Roma-Monte Porzio 

Dipartimento di Fisica dell'Università di Padova 

Dipartimento di Astronomia della NMSU, Las Cruces (New Mexico - USA) 

Inst.Theor.Physik. Università di Zurigo 


1. R. Mainini, S.A. Bonometto, astro-ph/0703303 & submitted to JCAP, “LIMITS ON COUPLING 

BETWEEN DARK COMPONENTS” 

2. S.A. Bonometto, L. Casarini, L. Colombo, R. Mainini, astro-ph/0612672, “COSMOLOGIES WITH 

DYNAMICAL AND COUPLED DARK ENERGY VS. CMB DATA” 

3. R. Mainini, L. Colombo, S.A. Bonometto, Proceeding of the workshop dsu 2006, “THE DARK SIDE 

OF TH UNIVERSE” Madrid, June 20-24, 2006, Title: Dark Matter, Dark Energy and the solution of the 

strong CP problem 

4. S.A. Bonometto, R. Mainini, L. Colombo, Proceedings of the workshop dsu 2006, “THE DARK SIDE 

OF THE UNIVERSE” Madrid, June 20-24, 2006, Title: THE DARK SIDE AND ITS NATURE 

5. R. Mainini & S.A. Bonometto, Phys.Rev. D74 (2006) 043504 & astro-ph/0605621, “MASS 

FUNCTIONS IN COUPLED DARK ENERGY MODELS” 



6. P. Solevi, R. Mainini, S.A. Bonometto, A.V. Macciò, A. Klypin, S. Gottloeber, Mon. Not. Roy. Astron. 

Soc. 366 (2006) 1346-1356 & astro-ph/0504124, “TRACING THE NATURE OF DARK ENERGY WITH 

GALAXY DISTRIBUTION” 

4) Galassie e Oggetti Compatti 

a) G. Gavazzi 

- Osservazioni multibanda delle galassie nell'universo locale 

- Determinazione dei parametri strutturali delle galassie 

- Influenza dell'ambiente sull'evoluzione delle galassie 

- Sintesi di popolazione stellare e confronto con le osservazioni 

- Determinazione della storia di formazione stellare delle galassie di campo e di ammasso 


a) Negli ultimi anni sono proseguite le campagne osservative fotometriche e spettrofotometriche 

(di respiro decennale) di un campione di circa 2000 galassie nell'ammasso della Vergine e nella 

regione del super-ammasso di Coma. La fotometria è stata effettuata nel lontano infrarosso (polveri), 

nel vicino infrarosso (stelle vecchie), nelle bande visibili (B e V) e nella riga di Balmer H_alpha (stelle 

giovani). La spettrofotometria copre il visibile da 3500 a 7000 Angstrom. Dalle osservazioni 

fotometriche sono ricavati i parametri strutturali che permettono di effettuare una classificazione 

oggettiva delle galassie (ad es. raggio effettivo, brillanza superficiale, indice di concentrazione della 

luce). Tali studi cercano di porre dei vincoli osservativi alle teorie di formazione delle galassie, con 

particolare attenzione alle galassie nane. 

b) Determinazione della storia di formazione stellare: i modelli di sintesi di popolazione stellare 

permettono di generare distribuzioni spettrali di energia di popolazioni stellari di età nota. 

Confrontando queste con i dati osservativi si procede alla 'datazione' delle popolazioni medie delle 

galassie. Più precisamente, questo metodo consente di verificare quale storia di formazione stellare 

sia consistente con i dati osservativi. Galassie ellittiche giganti sono consistenti con un unico evento di 

formazione stellare avvenuto una decina di miliardi di anni fa. Al contrario, le galassie a spirale e le 

irregolari mostrano eventi di formazione stellare diluiti nel tempo. Queste indagini hanno un’ovvia 

ricaduta cosmologica in quanto permettono di verificare se gli attuali modelli di formazione ed 

evoluzione delle galassie sono coerenti con la storia di formazione stellare delle galassie locali. 

c) Influenza dell'ambiente: tutti i dati osservativi raccolti sono rivolti allo studio di galassie 

d'ammasso. Ciò permette di poter studiare l'influenza dell'ambiente sulla storia evolutiva delle 

galassie, analizzando il loro contenuto gassoso e la loro attività di formazione stellare. Le interazioni 

mareali con le altre galassie dell'ammasso e la pressione esercitata dal gas denso e caldo 

intrappolato nella buca di potenziale degli ammassi esauriscono il contenuto di gas neutro delle 

galassie riducendone l'attività di formazione stellare. Tuttavia non è ancora chiaro se questi processi 

portino esclusivamente ad una monotona decrescita della formazione stellare o se siano anche in 

grado di accendere dei brevi 'burst' di formazione di nuove stelle. Recenti osservazioni sembrano 

avvallare la seconda ipotesi, ma ulteriori indagini sono in svolgimento per poter far luce sul reale ruolo 

svolto dall'ambiente nell'evoluzione delle galassie d'ammasso. 



Dall'ottobre 2002 tutti i dati osservativi raccolti in quindici anni da Giuseppe Gavazzi e 

collaboratori sono stati resi disponibili alla comunità scientifica tramite il database WEB GOLDMINE 

(http://goldmine.mib.infn.it ). 


Laboratoire de Astrophysique de Marseille 

IASF/INAF Milano 

b) Monica Colpi 

- Stelle di neutroni: interpretazione della fenomenologia (pulsar, AXPs, magnetar) 

- Sorgenti ULX 

- Dinamica di buchi neri in ammassi globulari e bulge galattici simulazioni SPH/N-body 

- Fenomeni dinamici in galassie in interazione 

- Onde gravitazionali dalla coalescenza di buchi neri supermassivi 


Nell'anno 2006 la ricerca si è sviluppata principalmente lungo tematiche riguardanti (i) lo studio di 

fenomeni dinamici in ambito stellare ed in ambito cosmologico; (ii) studio di emissione di alta energia 

da sorgenti X compatte: 

a) La dinamica di pulsar e buchi neri in ammassi globulari 

b) Studio di sorgenti X in galassie ellittiche 

c) Studio di sorgenti X ultraluminose in galassie in interazione (Cartwheel) 

d) Studio dell'evoluzione dinamica di buchi neri supermassivi in ambito cosmologico 

e) Buchi neri e il progetto LISA per la rivelazione di onde gravitazionali 

Book: 

Joint evolution of black holes and galaxies 

Ed. Colpi, Gorini, Haardt, Moschella 

Francis & Taylor Publisher 


Sissa 

Dipartimento di Fisica di Padova 

Osservatori Astronomici di Brera, Bologna, Roma 

Cornell University 

Washington University at Seattle 

Institut of Astrophysics at Potsdam, Berlin 

University of Zurich 

ETH, Zurich 




1. L. Cortese, A. Boselli, V. Buat, G. Gavazzi et al. "UV DUST ATTENUATION IN NORMAL STAR- 

FORMING GALAXIES. I. ESTIMATING THE LTIR/LFUV RATIO" 2006, ApJ, 637, 242 

2. G. Gavazzi, A. Boselli, L. Cortese, I. Arosio, A. Gallazzi, P. Pedotti, L. Carrasco "H_ALPHA 

SURFACE PHOTOMETRY OF GALAXIES IN THE VIRGO CLUSTER. V: THE SURVEY 

COMPLETION" 2006, A&A, 446, 839 

3. G. Gavazzi, K. O'neil, A. Boselli, W. Van Driel "COMPLETING HI OBSERVATIONS OF GALAXIES: 

II THE COMA SUPERCLUSTER", 2006, A&A, 449, 929 

4. A. Boselli, G. Gavazzi "ENVIRONMENTAL EFFECTS ON LATE-TYPE GALAXIES IN NEARBY 

CLUSTERS", 2006, PASP, 118, 517 

5. L. Cortese, G. Gavazzi, A. Boselli, P. Franzetti, R.C. Kennicutt, K. O'neil, S. Sakai "WITNESSING 

GALAXY PREPROCESSING IN THE LOCAL UNIVERSE: THE CASE OF A STARBURSTING GROUP 

FALLING INTO ABELL 1367" 2006, A&A, 453, 847 

6. A. Wolter, G. Trinchieri, M. Colpi “ON THE COMPACT NATURE OF THE MOST LUMINOUS ULX IN 

THE CARTWHEEL RING” 2006, MNRAS , 373, 1327 

7. M. Dotti, M. Colpi, F. Haardt, L. Mayer “SUPERMASSIVE BLACK HOLE BINARIES IN GASEOUS 

AND STELLAR CIRCUMNUCLEAR DISCS: ORBITAL DYNAMICS AND GAS ACCRETION” 2006, 

astro/ph061250 

8. M. Mapelli, S. Sigurdsson, F.R. Ferraro, M. Colpi, A. Possenti, B. Lanzoni “THE RADIAL 

DISTRIBUTION OF BLUE STRAGGLER STARS AND THE NATURE OF THEIR PROGENITORS” 

2006, MNRAS, 373, 361 

9. M. Dotti, R. Salvaterra, A. Sesana, M. Colpi, F. Haardt “ON THE SEARCH OF 

ELECTROMAGNETIC COSMOLOGICAL COUNTERPARTS TO COALESCENCES OF MASSIVE 

BLACK HOLE BINARIES” 2006, MNRAS, 372, 869 

10. M. Dotti, M. Colpi, F. Haardt “LASER INTERFEROMETER SPACE ANTENNA DOUBLE BLACK 

HOLES: DYNAMICS IN GASEOUS NUCLEAR DISCS” 2006, MNRAS, 367, 103 

11. L. Mayer, S. Kazantzidis, P. Madau, M. Colpi, T. Quinn, J. Wadsley “MULTI-SCALE SIMULATIONS 

OF MERGING GALAXIES WITH SUPERMASSIVE BLACK HOLES” 2006, arXiv:astro-ph/0602029 

12. G. Trinchieri, L. Giordano, L. Cortese, A. Wolter, M. Colpi, G. Gavazzi, L. Mayer “THE TRAIL OF 

DISCRETE X-RAY SOURCES IN THE EARLY-TYPE GALAXY NGC 4261: ANISOTROPY IN THE 

GLOBULAR CLUSTER DISTRIBUTION” 



PLASMI 

Personale 

Fontanesi Marcello 

Gorini Giuseppe 

Riccardi Claudia 

Barni Ruggero 

Mietner Alessandro 

Piselli Moreno 

Posadinu Giovanni 

Tardocchi Marco 

Cattaneo Roberta 

Croccolo Fabrizio 

Esena Paola 

Perelli Cippo Enrico 

Roman Eduardo 

Magni Simone 

Ognissanti Flora 

Proverbio Igor 

Siliprandi Riccardo 

Zanini Stefano 

Ripa Valentina 




Ricercatore 

Tecnico 

Tecnico 

Amministrazione - Collaboratore 

Ricercatore CNR-INFM con comando presso CNISM 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Assegnista 

Dottorando in Scienze dei Materiali in cotutela 

Dottorando in Fisica 



Dottorando in Chimica in cotutela 

Collaboratore 



- Prof. Marcello Fontanesi: Magnifico Rettore dell’Università 

- Prof. Claudia Riccardi 

Coordinatrice della Laurea Triennale in Fisica 

Componente eletto della Giunta di Dipartimento. 

Responsabile scientifico del Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo 

Componente della Scuola di Dottorato in Scienze dell’Ateneo 

Componente della Commissione Brevetti e Spin-Off dell’Ateneo 

- Prof. Giuseppe Gorini 

Coordinatore del progetto europeo Ancient Charm 

Coordinatore di Facoltà del Programma Socrates. 

Componente della Scuola di Dottorato in Scienze dell’Ateneo 

Altri incarichi: 

- Prof. Claudia Riccardi: Adjunct professor at the University of Tromso (Norvegia) 

- Prof. Giuseppe Gorini: Collaboratore scientifico dell’Istituto di Fisica del Plasma “Piero Caldirola” del 

Consiglio Nazionale delle Ricerche 

Ricerca 

Sono attive cinque linee di ricerca principali: 



1) Turbolenza nei plasmi 

Studio sperimentale della turbolenza in plasmi di laboratorio. Attività sulla macchina toroidale a 

plasma semplicemente magnetizzato Thorello del Laboratorio Plasmi e collaborazione all'attività 

sperimentale presso la macchina Blaamann (Tromso) e Mistral (Marseille). Analisi numerica delle 

proprietà statistiche delle fluttuazioni. Studio del meccanismo di diffusione e del trasporto anomalo di 

particelle. Ricerca e caratterizzazione di strutture coerenti. Studio della propagazione e 

dell’assorbimento di onde a radiofrequenza (ion Bernstein waves, lower Hybrid waves). Produzione per 

mezzo di Reynold stress di shear di campo elettrico e barriere di trasporto. Sviluppo di dispositivi di 

diagnostica dei plasmi magnetizzati tramite sonde elettrostatiche e ottiche. 

2) Applicazioni industriali dei plasmi 

Le attività di ricerca applicata si svolgono presso il Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo per 

la ricerca, lo sviluppo ed il trasferimento tecnologico nel campo dei plasmi. 

Il Centro, istituito attraverso un accordo di programma tra l’Università e la Regione Lombardia nel 

2004, ha lo scopo di finalizzare la ricerca pubblica a sostegno del sistema delle imprese, condividendo 

i risultati più innovativi derivanti dalle ricerche del gruppo Plasmi (www.plasmaprometeo.unimib.it). 

Le ricerche si concentrano sulla progettazione e realizzazione di dispositivi a plasma per il trattamento 

superficiale di materiali. Studio ed ottimizzazione di processi di trattamento a plasmi di tessuti, pelli e 

altri materiali nell’ambito di contratti con industrie. Sviluppo di sorgenti a plasma freddo a 

radiofrequenza. Sviluppo di codici di simulazione numerica della cinetica chimica dei plasmi. Sviluppo 

di dispositivi di diagnostica per plasmi a radiofrequenza tramite sonde elettrostatiche e spettroscopia 

ottica di emissione. 

3) Microscopia ed analisi dei materiali 

Presso il Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo per la ricerca, lo sviluppo ed il trasferimento 

tecnologico nel campo dei plasmi sono stati allestiti tre laboratori per la microscopia e l’analisi dei 

materiali. 

Il primo è dotato di un microscopio a forza atomica (AFM) in grado di studiare la morfologia superficiale 

alla scala nanometrica. Con tecniche analoghe è possibile misurare altri parametri superficiali come la 

conducibilità elettrica, l’elasticità e la durezza. Il secondo laboratorio è dotato di un microscopio a 

doppio fascio elettronico ed ionico (FIB/SEM). Oltre all’imaging dei materiali, è possibile effettuare 

processi di taglio, deposizione e implantazione ionica su scala micrometrica. Il microscopio può essere 

utilizzato anche per studiare campioni biologici (modalità ESEM). Il terzo laboratorio è dedicato 

all’ottica con un sistema laser per la diagnostica dei plasmi contenenti nanoparticelle con metodi di 

interferometria ottica. 

4) Plasmi per la fusione termonucleare e spettroscopia neutronica 

Da tempo la spettroscopia neutronica dei plasmi termonucleari è uno dei temi di ricerca del 

gruppo di Fisica dei Plasmi dell'Università degli Studi di Milano - Bicocca. 

Questa attività è svolta in collaborazione con altre istituzioni tra cui, in particolare, l'Istituto di Fisica del 

Plasma del CNR. Tramite il CNR è possibile accedere ai finanziamenti e alle facilities dell'EURATOM. 

Il principale risultato ottenuto da queste ricerche ha riguardato la realizzazione di due spettrometri per 

neutroni di fusione istallati sul tokamak JET nell’ambito di una collaborazione con l’Università di 

Uppsala. Lo spettrometro denominato MPR (magnetic proton recoil spectrometer) è in uso dal 1996 e 

ha prodotto dati innovativi in plasmi di deuterio-trizio con alta potenza di fusione (1-16 MW). Il secondo 

spettrometro si basa sulla tecnica del tempo di volo ed è denominato TOFOR (time of flight - optimized 



rate). La sua istallazione è stata ultimata e ha iniziato le prese dati in plasmi di deuterio a partire dalla 

primavera del 2006. Con questi strumenti è stato ridefinito il ruolo della spettroscopia neutronica nei 

plasmi di fusione e, in particolare, nello studio della dinamica degli ioni veloci nel plasma. 

Oltre alla spettroscopia neutronica, il gruppo di Bicocca si interessa della spettroscopia gamma nei 

plasmi di fusione. In particolare, è in corso un progetto che prevede la realizzazione di nuovi 

spettrometri gamma ultraveloci da installare su JET nel 2008. Tali spettrometri, basati su scintillatori 

inorganici veloci, si propongono di migliorare i sistemi esistenti attualmente al JET sotto il punto di vista 

dell’efficienza di rivelazione, della risoluzione energetica e della capacità conteggio. 

Nel corso degli anni le competenze inerenti la spettroscopia neutronica dei plasmi sono state applicate 

ad un diverso settore della fisica della materia, quello della diffusione di neutroni epitermici (con 

energia fino a 100 eV) con applicazioni, ad esempio, per lo studio della dinamica di singola particella in 

sistemi quantistici. 

Sono in particolare da segnalare due progetti finanziati dalla Commissione Europea: il primo, 

denominato TECHNI, ha portato allo sviluppo di un rivelatore di neutroni epitermici di nuova 

concezione denominato rivelatore risonante; il secondo progetto, che si è concluso nell’autunno del 

2006, è denominato e.VERDI. 

Tra gli obiettivi raggiunti in questo progetto vi è la realizzazione di un rivelatore risonante di neutroni 

epitermici per diffusione a piccoli angoli. Il rivelatore, denominato VLAD, è stato inaugurato nel 

dicembre 2005 presso la sorgente di neutroni ISIS. Con VLAD si può accedere ad una regione dello 

spazio dei parametri di diffusione (energia ed impulso trasferiti) del tutto nuova con promettenti 

applicazioni quali lo studio delle relazioni di dispersione nei materiali magnetici. 

5) Progetto Ancient Charm 

Il progetto comprende 10 partner ed è coordinato da Milano - Bicocca. 

Scopo del progetto è lo sviluppo di tecniche d’indagine quantitativa e non invasiva dei beni 

culturali mediante neutroni. In particolare si utilizzeranno le risonanze neutroniche per determinare la 

mappa tridimensionale della composizione elementare di oggetti di interesse archeologico o artistico. 

Il progetto è attualmente al suo secondo anno di vita. 

Le competenze di Milano - Bicocca sono, oltre al coordinamento dell’intero progetto, nella 

simulazione e progettazione dei nuovi sistemi d rivelazione. 

Laboratori 

CENTRO PLASMAPROMETEO 

Il Centro dispone di 6 laboratori attrezzati presso l’edificio U9 (viale dell’Innovazione, 10) e di 

tre laboratori presso l’edificio U2 (piazza della Scienza, 3). 

Il centro è attrezzato con reattori a plasma sia su scala pre-industriale che di laboratorio con 

sorgenti a pressione atmosferica e a bassa pressione. 

Il laboratorio è dotato anche di strumentazione per la caratterizzazione delle modificazioni 

superficiali. 

- Laboratorio Trasferimento Tecnologico (U9-S11) 

E’ dotato di due macchine su scala semi-industriale per la produzione di un plasma a bassa 

pressione e a pressione atmosferica. La prima macchina è stata realizzata nell’ambito del progetto 

europeo Craft PlasmaLeather per il trattamento a plasma di materiali conciari. La seconda nell’ambito 

di un progetto cofinanziato dalla Regione Lombardia per la nobilitazione a secco delle pelli. 



Reattore PlasmaLeather 

Reattore PlasmaLeather 

Reattore a Plasma Atmosferico 

- Laboratorio Sorgenti (U9-S1) 

Il laboratorio è utilizzato per lo sviluppo di sorgenti a plasma. E’ dotato della macchina toroidale 

THORELLO per la produzione di plasmi magnetizzati, impiegati per lo studio della turbolenza. 

Macchina Thorello 

- Laboratorio Processi a Plasma (U9-S3) 

E’ dotato di reattori a plasma su scala di laboratorio per lo studio di processi di deposizione a 

plasma di film sottili o di nanopolveri. 



E’ dotato di un reattore con sorgente a radiofrequenza ad accoppiamento risonante e di un reattore con 

accoppiamento induttivo per la produzione di plasmi contenenti polveri operante sotto cappa chimica. 

- Laboratorio Plasmi atmosferici (U9-S2) 

Il laboratorio è attrezzato con reattori a plasma a pressione atmosferica. E’ dotato di una 

macchina per la produzione del plasma in una miscela di gas e vapori ad alta pressione CORONA 

(Dielectric Barrier Discharge) e di un reattore per la produzione di un getto di plasma (plasma Jet). 

Reattore CORONA 

- Laboratorio Plasmi Freddi (U2-3039) 

Il laboratorio è attrezzato con tre reattori a plasma freddo per la produzione di plasma freddo a 

radiofrequenza con geometria cilindrica in un gas a bassa pressione. 

Reattore MOST 



- Laboratorio Materiali (U9-S7) 

Il laboratorio è dotato di un microscopio a forza atomica (AFM) per la caratterizzazione della 

morfologia e delle proprietà superficiali su scala nanometrica. 

- Laboratorio FIB/SEM (U9-S8) 

Stazione per la microscopia a forza atomica (AFM) 

Il laboratorio è attrezzato per ospitare uno strumento per la spettroscopia FIB/SEM (Focused 

Ion Beam e Scanning Electron Microscopy) che permette la ricostruzione della composizione e della 

morfologia di film sottili depositati su materiali che è stato acquistato con un finanziamento per le 

“Grandi Attrezzature” della Facoltà di Scienze. 

Microscopio FIB/SEM con immagine delle fibre trattate a plasma 



- Laboratorio Ottica (U9-S13) 

Il laboratorio è dedicato all’ottica con un sistema laser per la diagnostica dei plasmi contenenti 

nanoparticelle con metodi di interferometria ottica. 

- Laboratorio Didattico (U2-2023) 

Spot laser di un campione trattato a plasma con deposizione di film 

Il laboratorio è attrezzato con un reattore per la studio dei plasmi magnetizzati, di una camera 

da vuoto con gruppo di pompaggio e della strumentazione per la realizzazione di esperimenti sulla 

propagazione di microonde e sulla caratterizzazione di scariche a bagliore (glow discharges). 



Scariche a bagliore in diverse miscele gassose 


INFN sezione di Milano (coordinatore M. Bonesini) 

G. Gorini e M. Tardocchi sono collaboratori scientifici dell’Istituto di Fisica del Plasma “Piero Caldirola” 

del CNR di Milano 

Auroral Observatory, University of Tromso, (Norvegia) 

Laboratoire PIIM, UMR6533 CNRS et Universite de Marseille (Francia) 

Fraunhofer Institute Stoccarda, (Germania) 

Dipartimento di Chimica, Università di Milano 

Istituto di Fisiologia Generale e Chimica Biologica, Università di Milano 

Neutron Physics Department, Uppsala University, (Svezia) 

Istituto di Fisica del Plasma, CNR, Milano 

Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata 

Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tre 

Rutherford Appleton Laboratory, (Regno Unito) 

Joint European Torus, (Regno Unito) 

Charles University, Praga (Repubblica Ceca) 

LEI, Lithuanian Energy Institute, Kaunas, (Lituania) 

JRC, Joint Research Centre, Ispra 

University of Chiang Mai, (Thailandia) 

Istituto Donegani, Novara 

DWI Deutsch Wollenschaft Institute, Aachen (Germania) 

Universidad National de Mar del Plata (Argentina) 

Pubblicazioni e brevetti: 

1. “CHEMICAL KINETICS OF AN ARGON/METHANE PLASMA IN A HYDROGEN REFORMING 

REACTOR”, R. Barni, C. Broggi, R. Benocci, C. Riccardi, European Physical Journal - Applied Physics 

35, 135-143 (2006) 

2. "COLD PLASMA–INDUCED SURFACE MODIFICATION OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE 

FIBRES IN RELATION TO THEIR DYEABILITY", A. Raffaele-Addamo, E. Selli, R. Barni, C. Riccardi, 

F. Orsini, G. Poletti, L. Meda, M.R. Massafra, B. Marcandalli, Applied Surface Science 252, 2265-2275 


3. “MODELING CROSS-CORRELATIONS WITHIN A MANY-ASSETS MARKET”, H.E. Roman, M. 

Albergante, M. Colombo, F. Croccolo, F. Marini, C. Riccardi, Phys. Rev. E 73, 036129 (2006) 

4. ”EFFECTS OF EDGE BIAS DC BIASING ON PLASMA ROTATION AND TRANSPORT IN A 

TOROIDAL GEOMETRY”, A. Fredriksen, C. Riccardi, S. Magni, Physica Scripta T122, 11-14 (2006) 



5. "EXPERIMENTAL STUDY OF THE BEHAVIOUR OF LEATHER UNDER VACUUM”, R. Barni, S. 

Zanini, M. Piselli, C. Riccardi, Vacuum 81, 265-271 (2006) 

6. “ENHANCED LIGHT EMISSION IN SI-NANOCLUSTERS ARRAYS”, K.I. Mazzitello, H.O. Mártin, 

H.E. Roman, European Physical Journal B 54, 315 (2006) 

7. “VIOLATION OF THE DES CLOIZEAUX RELATION OF SELF-AVOIDING WALKS ON SIERPINSKI 

SQUARE LATTICES”, F. Marini, A. Ordemann, M. Porto, H.E. Roman, Phys. Rev. E 74, 51102 (2006) 

8. “A PROTEIN EVOLUTION MODEL WITH INDEPENDENT SITES THAT REPRODUCES SITE- 

SPECIFIC AMINO ACID DISTRIBUTIONS FROM THE PROTEIN DATA BANK”, U. Bastolla, M. Porto, 

H.E. Roman, M. Vendruscolo. BMC Evolutionary Biology 6, 43 (2006) 

9. “COHERENT STRUCTURES IN THE SIMPLE MAGNETISED THORELLO PLASMA”, C. Riccardi, 

E. Roman, R. Barni, M. Fontanesi, Proceedings of the 33 rd EPS Conference on Plasma Physics, 

Europhys. Conf. Abstr., 30I, P5/080.1-4 (2006) 

10. “COHERENT STRUCTURES IN SHEARED VELOCITY FLOW”, A. Fredriksen, C. Riccardi, E. 

Roman, R. Barni, Proceedings of the 33 rd EPS Conference on Plasma Physics, Europhys. Conf. 

Abstr., 30I, P5/158.1-4 (2006) 

11. “EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PLASMA STRUCTURE DYNAMICS IN A ROTATING 

MAGNETIZED PLASMA”, R. Barni, C. Riccardi, Th. Pierre, A. Escarguel, D. Guyomarc'h, Proceedings 

of the 33 rd EPS Conference on Plasma Physics, Europhys. Conf. Abstr., 30I, P5/081.1-4 (2006) 

12. “TRATTAMENTI A PLASMA PER LA PROTEZIONE DI MANUFATTI LIGNEI”, S. Zanini, C. 

Riccardi, M. Orlandi, V. Fornaia, M.P. Colombini, D.I. Donato, Atti del Convegno “La diagnostica e la 

conservazione dei manufatti lignei”, Mat-23, 1-9, Nardini Editore, Firenze (2006) 

13. “APPLICAZIONI DEI PLASMI FREDDI NEL CAMPO DELL’INDUSTRIA DELLA CARTA”, S. Zanini, 

C. Riccardi, R. Siliprandi, L.. Zoia, La Chimica e l’Industria, 88, 58-63 (2006) 

14. “VLAD FOR EPITHERMAL NEUTRON SCATTERING EXPERIMENTS AT LARGE ENERGY 

TRANSFERS”, M. Tardocchi, G. Gorini, E. Perelli-Cippo, C. Andreani, S. Imberti, A. Pietropaolo, R. 

Senesi, N. Rhodes, E. M. Schooneveld, Journal of Physics: Conference Series 41 (2006) 451 

15. “EXPANDING THE OPERATING SPACE OF ICR ON JET WITH A VIEW TO ITER”, P.U. Lamalle, 

M.J. Mantsinen, J.M. Noterdaeme, B. Alper, P. Beaumont, L. Bertalot, T. Blackman, Vl.V. Bobkov, 

G. Bonheure, J. Brzozowski, C. Castaldo, S. Conroy, M. de Baar, E. de la Luna, P. de Vries, F. 

Durodié, G. Ericsson, L.G. Eriksson, C. Gowers, R. Felton, J. Heikkinen, T. Hellsten, V. 

Kiptily, K. Lawson, M. Laxåback, E. Lerche, P. Lomas, A. Lyssoivan, M.L. Mayoral, F. Meo, M. 

Mironov, I. Monakhov, I. Nunes, G. Piazza, S. Popovichev, A. Salmi, M.I.K. Santala, S. Sharapov, T. 

Tala, M. Tardocchi, D. Van Eester1, B. Weyssow and JET EFDA contributors, Nuclear Fusion 46 

(2006) 391 

16. “DINS MEASUREMENTS ON VESUVIO IN THE RESONANCE DETECTOR CONFIGURATION: 

PROTON MEAN KINETIC ENERGY IN WATER”, A. Pietropaolo, C. Andreani, A. Filabozzi, R. Senesi, 

G. Gorini, E. Perelli-Cippo, M. Tardocchi, N. J. Rhodes and E. Schooneveld, Journal of 

Instrumentation, JINST 1 P04001 doi:10.1088/1748-0221/1/04/P04001 (2006) 

17. "THE FOIL CYCLING TECHNIQUE FOR THE VESUVIO SPECTROMETER OPERATING IN THE 

RESONANCE DETECTOR CONFIGURATION", A. Pietropaolo, C. Andreani, A. Filabozzi, G. Gorini, J. 

Mayers, E. Perelli Cippo, N.J. Rhodes E. M. Schooneveld, R. Senesi, M. Tardocchi, Review of 

Scientific Instruments 77, 095103 (2006) 

18. “NEW MPRU INSTRUMENT FOR NEUTRON EMISSION SPECTROSCOPY AT JET”, H. 

Sjostrand, L. Giacomelli, E. Andersson Sunden, S. Conroy, G. Ericsson, M. Gatu Johnson, C. 

Hellesen, A. Hjalmarsson, J. Kallne, E. Ronchi, M. Weiszflog, G. Wikstrom, G. Gorini, M. Tardocchi, A. 



Murari, G. Kaveney, S. Popovichev, J. vSousa, R. C. Pereira, A. Combo, N. Cruz and JET EFDA 

contributors, Rev. Sci. Instr. 77, 10E717 (2006) 

19. “DEVELOPMENT AND CHARACTERIZATION OF THE PROTON RECOIL DETECTOR FOR THE 

MPRU NEUTRON SPECTROMETER”, L. Giacomelli, E. Andersson Sunden, S. Conroy, G. Ericsson, 

M. Gatu Johnson, C. Hellesen, A. Hjalmarsson, J. Kaellne, E. Ronchi, H. Sjoestrand, M. Weiszflog, G. 

Gorini, M. Tardocchi, A. Murari, S. Popovichev, J. Sousa, R.C. Pereira, A. Combo, N. Cruz and JET 

EFDA contributors, Rev. Sci. Instr. 77, 10E708 (2006) 

20. “THE TOFOR NEUTRON SPECTROMETER AND ITS FIRST USE AT JET”, M .Gatu Johnson, L. 

Giacomelli, A. Hjalmarsson, M. Weiszflog, E. Andersson Sunden, S. Conroy, G. Ericsson, C. Hellesen, 

J. Kaellne, E. Ronchi, H. Sjoestrand, G. Gorini, M. Tardocchi, A. Murari, S. Popovichev, J. Sousa, R. C. 

Pereira, A. Combo, N. Cruz, and JET EFDA contributors, Rev. Sci. Instr. 77, 10E702 (2006) 

21. “INVESTIGATION OF HIGH ENERGY INELASTIC NEUTRON SCATTERING FROM LIQUID 

WATER CONFINED IN SILICA XEROGEL”, E. Perelli-Cippo, C. Andreani, M. Casalboni, S. Dire, D. 

Fernandez-Canoto, G. Gorini, S. Imberti, A. Pietropaolo, P. Proposito, S. Schutzmann, R. Senesi, M. 

Tardocchi, Physica B, 385-386 (2006) 1095 

22. “COMPARISON OF CADMIUM-ZINC-TELLURIDE SEMICONDUCTOR AND YTTRIUM- 

ALUMINUM-PEROVSKITE SCINTILLATOR AS PHOTON DETECTORS FOR EPITHERMAL 

NEUTRON SPECTROSCOPY”, M. Tardocchi, A. Pietropaolo, C. Andreani, G. Gorini, S. Imberti, E. 

Perelli-Cippo, R. Senesi, N. Rhodes, E. M. Schooneveld, Nucl. Instr. and Meth. A, 567 (2006) 337 

23. “CHARACTERIZATION OF THE GAMMA BACKGROUND IN EPITHERMAL NEUTRON 

SCATTERING MEASUREMENTS AT PULSED NEUTRON SOURCES”, A. Pietropaolo, M. Tardocchi, 

E. M. Schooneveld, R. Senesi, Nucl. Instr. and Meth. A ,568 (2006) 826 

24. “MODELING OF NEUTRON EMISSION SPECTROSCOPY IN JET DISCHARGES WITH FAST 

TRITONS FROM (T)D ION CYCLOTRON HEATING”, M. Tardocchi, G. Gorini, E. Andersson Sundén, 

S. Conroy, G. Ericsson, M. Gatu Johnson, L. Giacomelli, C. Hellesen, A. Hjalmarsson, J. Källne, E. 

Ronchi, H. Sjöstrand, M. Weiszflog, T. Johnson, P.U. Lamalle and JET EFDA contributors, Rev. Sci. 

Instr. 77 (2006) 126107 

25. “DEVELOPMENT OF THE VERY LOW ANGLE DETECTOR (VLAD) FOR DETECTION OF 

EPITHERMAL NEUTRONS AT LOW MOMENTUM TRANSFERS”, M. Tardocchi, C. Andreani, O. 

Cremonesi, G. Gorini, E. Perelli-Cippo, A. Pietropaolo, N. Rhodes, E. S. Schooneveld, R. Senesi, 

Nuclear Physics B (Proc. Suppl.) 150 (2006) 

26. “NEUTRONS IN CULTURAL HERITAGE RESEARCH”, W. Kockelmann, L.C. Chapon, E. Engels, 

J. Schelten, C. Nelmeijer, H.M. Walcha, G. Artioli, Shalev, E. Perelli-Cippo, M. Tardocchi, G. Gorini, 

P.G. Radaelli, Journal of Neutron Research, 14 Number 1 (2006) 37 

27. “TEXTURE AND STRUCTURE STUDIES ON MARBLES FROM VILLA ADRIANA VIA NEUTRON 

DIFFRACTION TECHNIQUE”, A. Filabozzi, C. Andreani, M.P. De Pascale, G. Gorini, A. Pietropaolo, E. 

Perelli Cippo, R. Senesi, M. Tardocchi, W. Kockelmann, Journal of Neutron Research, 14 Number 1 


28. “SYNERGETIC RF AND NB HEATING EFFECTS IN JET DT PLASMAS STUDIED WITH 

NEUTRON EMISSION SPECTROSCOPY”, H. Henriksson, S. Conroy, G. Ericsson, G. Gorini, A. 

Hjalmarsson, J. Källne, M. Tardocchi, M. Weiszflog and JET-EFDA contributors, Nucl. Fusion 46 No 2 


29. “UPGRADE OF THE MAGNETIC PROTON RECOIL (MPRU) SPECTROMETER FOR 1.5-18 MEV 

NEUTRONS FOR JET AND THE NEXT STEP”, G. Ericsson, E. Andersson-Sundén, H. Sjöstrand, S. 

Conroy, M. Gatu-Johnson, L. Giacomelli, C. Hellesen, A. Hjalmarsson, J. Källne, E. Ronchi, M. 

Weiszflog, G. Wikström, G. Gorini, M. Tardocchi, R.C. Pereira, A. Combo, N. Cruz, J. Sousa, C. 



Correia, S. Popovichev and JET EFDA contributors, Conference on Fast Neutron Detection and 

Applications (Capetown April 2006), Proceedings of Science FNDA2006 (039) 

30. “NEUTRON EMISSION SPECTROSCOPY DIAGNOSIS OF JET D AND DT PLASMAS WITH THE 

NEW MPRU INSTRUMENT”, E. Andersson Sundén, S Conroy, G. Ericsson, M. Gatu Johnson, L. 

Giacomelli, C. Hellesen, A.Hjalmarsson, J. Källne, E. Ronchi, H. Sjöstrand, M. Weiszflog, G. Gorini, M. 

Tardocchi, A. Murari, S. Popovichev, J. Sousa, R.C. Pereira, A. Combo, N. Cruz, and JET EFDA 

contributors, Proc. 33rd EPS Conference on Plasma Phys. and Contr. Fusion Rome, Italy, 19-23 June 

2006, ECA Vol.XXX, P1.071, European Physical Society (2006) 

31. “FIRST RESULTS FROM THE NEW TOFOR NEUTRON SPECTROMETER AT JET”, E. 

Andersson Sundén, S. Onroy, G. Ericsson, M. Gatu Johnson, L. Giacomelli, C. Hellesen, A. 

Hjalmarsson, J. Källne, E. Ronchi, H. Sjöstrand, M. Weiszflog, G. Gorini, M. Tardocchi, A. Murari, S. 

Popovichev, J. Sousa, R.C. Pereira, A. Combo, N. Cruz, and JET EFDA contributors, Proc. 33rd EPS 

Conference on Plasma Phys. and Contr. Fusion Rome, Italy, 19-23 June 2006, ECA Vol.XXX, P1.087, 

European Physical Society (2006) 

32. “HIGH-ENERGY FUEL ION DIAGNOSTICS ON ITER DERIVED FROM NEUTRON EMISSION 

SPECTROSCOPY MEASUREMENTS ON JET DT PLASMAS”, G. Gorini, E. Andersson Sundén, L. 

Ballabio, S. Conroy, G. Ericsson, M. Gatu Johnson, L. Giacomelli, C. Hellesen, A. Hjalmarsson, J. 

Källne, A. Murari, H. Sjöstrand, E. Ronchi, M. Tardocchi, M. Weiszflog, and JET EFDA contributors, 

Proc. 33rd EPS Conference on Plasma Phys. and Contr. Fusion Rome, Italy, 19-23 June 2006, ECA 

Vol. XXX, P1.109, European Physical Society (2006) 

1b) “Metodo di lavorazione di superfici di materiali lapidei e compositi” 

Titolari: Unimib e Said Srl, Ideatori: C. Riccardi, S. Zanini, P. Esena 

2b) “Sorgente a plasma freddo per il trattamento dei materiali” 

Titolare: Unimib, Ideatori: C. Riccardi, R. Barni, S. Zanini, M. Piselli 

3b) “Metodo di lavorazione a plasma atmosferico per il trattamento dei materiali” 

Titolare: Unimib, Ideatori: C. Riccardi, R. Barni, R. Siliprandi, P. Esena 

Progetti e convenzioni: 

1) Accordo di programma tra l’Università degli Studi di Milano - Bicocca e la Regione Lombardia per 

l’istituzione del Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo; Responsabile scientifico Prof. C. Riccardi. 

2) Cofinanziamento Regione Lombardia per la Promozione dell’Eccellenza nei Meta-distretti Industriali 

della Lombardia, Progetto “NOBILITAS CORI” Rete di Eccellenza per l’uso della pelle nel mondo della 

moda, progetto per la realizzazione di una sorgente a plasma per il trattamento delle pelli per impartire 

effetti decorativi; Responsabile Prof. C. Riccardi. 

3) Cofinanziamento Regione Lombardia per la Promozione dell’Eccellenza nei Meta-distretti Industriali 

della Lombardia, Progetto “Trattamento al plasma dei materiali tessili: sviluppo di un processo e di un 

impianto per il trattamento a plasma di materiali tessili”, progetto per lo sviluppo di un prototipo per il 

tessile; Responsabile Prof. C. Riccardi. 

4) Progetto Europeo Craft "MESH: Integrated Wastewater Treatment Process using Mesh Filter 

Modules for Direct Activated Sludge Separation ", COOP-CT-2006-033049, 2006- 2008; Responsabile 

locale Prof. C. Riccardi. 

5) Cofinanziamento Regione Lombardia, progetto FESR, Misura 1.9 Animazione Economica. Titolo: 

TIMaT Tecnologie Innovative per i Materiali Tessili; Responsabile Prof. C. Riccardi. 



6) Cofinanziamento Regione Lombardia, progetto FESR, Misura 1.9 Animazione Economica. Titolo: 

Network Permanente per l’Innovazione e il trasferimento tecnologico nei settori cartario e cartotecnico 

NePI”; Coordinatore del progetto Prof. C. Riccardi. 

7) Ministero per l’Università e la Ricerca, Fondo Giovani, Finanziamento di una borsa di dottorato di 

ricerca in Fisica e Astronomia nel settore: Nuove applicazioni dell’industria biomedicale; Tutore Prof. C. 

Riccardi. 

8) Ministero per l’università e la ricerca, Fondo Giovani, finanziamento di una borsa di dottorato di 

ricerca in fisica e astronomia nel settore: Risparmio energetico e microgenerazione distribuita; Tutore 

Prof. C. Riccardi. 

9) Accordo di collaborazione con il Lithuanian Energy Institute (LEI) di Kaunas. L’accordo prevede una 

collaborazione di ricerca quinquennale nell’ambito “Plasma research and technology”. L’accordo 

prevede attività di ricerca congiunte, riguardanti lo studio, la caratterizzazione e l’applicazione di 

processi di deposizione di ossido di titanio; Responsabile scientifico Prof. C. Riccardi. 

10) Fondo di ateneo per la ricerca, Progetti 2006 - Titolo: Fisica e diagnostica dei plasmi; Responsabile 

Prof. M. Fontanesi. 

11) Progetto Eurepeo “Ancient Charm”, sviluppo di nuove tecniche di indagine dei Beni Culturali 

mediante neutroni, Contratto UE approvato 01/2006; Coordinatore Prof. G. Gorini. 

12) Tramite IFP-CNR, Contratto JET-EP2 (01/10/2005-31/12/2008) per la spettroscopia gamma dei 

plasmi termonucleari; Project leader Prof. G. Gorini. 

13) Tramite INFM, Contratto UE e.VERDI (01/11/2001-30/10/2006); Responsabile locale Prof. G. 

Gorini. 



LASER E PLASMI 

Personale 

Batani Dimitri 


Lucchini Gianni 

Ricercatore 

Galassi Galassi 


Benocci Roberto 

Tecnico 

Antonicci Anna 

Assegnista 

Dezulian Riccardo 

Dottorando 

Redaelli Renato 

Dottorando 

Ricci Daria 

Dottoranda 

Stabile Helisa 

Dottoranda in cotutela – CEA Saclay, Francia 

Manclossi Mauro 

Dottorando in cotutela – Ecole Polytechnique, Francia 

Canova Federico 

Dottorando in cotutela – Ecole Polytechnique, Francia 

Desai Tara 

Visiting Researcher – NRIAM, Bangalore, India 

Kumar Uday Borsista MIUR giovani ricercatori indiani 2005 

Venkatakrishnan Narayanan Borsista MIUR giovani ricercatori indiani 2005 

Aboutrab Aliverdiev 

Visiting Researcher – RAS, Dagesthan, Russia 

Levchenkho Alexey 

Visiting Researcher – Lebedev Institute, Mosca, Russia 

Chernomyrdin Vassilij Visiting Researcher – Gen.Phys.Inst, RAS, Mosca, Russia 

Vovchenkho Vladimir Visiting Researcher – Gen.Phys.Inst, RAS, Mosca, Russia 

Stuchebryukhov Igor Visiting Researcher – Gen.Phys.Inst, RAS, Mosca, Russia 

Flacco Alessandro 

Collaboratore esterno – Dottorando Unimi 



- Prof. Dimitri Batani: 

Responsabile Socrates/Erasmus per i Corsi di laurea in Fisica e in Ottica ed Optometria 

Componente della Scuola di Dottorato in Fisica, Università di Milano - Bicocca 

Tecnico Sicurezza Laser nominato dal Rettore 

- Dr. Gianni Lucchini: 

Componente della Scuola di Dottorato in Fisica, Università di Milano - Bicocca 

Altri incarichi: 

- Prof. Dimitri Batani 

. Rappresentante degli Utenti nella Infrastruttura Europea LaserLAB (6° Programma Quadro) 

. Vice chairman dell’azione COST P14 “ULTRA” 

. Componente eletto del Board della Divisione di Fisica dei Plasmi della European Physical Society 

(EPS) 

. Componente del Comitato Scientifico Internazionale della Central laser facility del Rutherford 

Appleton laboratory (UK) 

. Coordinatore internazionale del progetto INTAS 01-846 “Laser-driven shock tube for generation of 

hypersonic gas flows and investigation of hydrodynamic instabilities at contact interfaces” 



. Referee per Ie riviste scientifiche: Physical Review Letters, Physical Review, Physics of Plasmas, 

European Physical Journal, Laser and Particle Beams, Optics Communications, Journal of Physics, 

Physica Scripta, Laser and Particle Beams 

. Referee di progetti per organizzazioni scientifiche internazionali (INTAS, ESF, Accademia delle 

Scienze Ceca, Consiglio delle Ricerche di Israele, Accademia delle Scienze Serba) e per Grandi 

Infrastrutture Europee (LASERLAB) 

. Componente dell’editorial board della rivista scientifica Laser and Particle Beams 

Scientific Secretary della 3nd International conference on Super Strong Fields, 19-24 Settembre 

2005,Varenna (Italy) 

. Componente del Comitato Scientifico della International Conference on the Interaction of Atoms, 

Molecules and Plasmas with Intense Ultra short Laser Pulses, 1-5 October 2006, Szeged, Hungary 

. Direttore Summer School on “Matter in Super-Intense Laser Fields” Erice-Sicily, 27 June - 5 July 2006 

Ricerca 

Il gruppo fa parte della linea “Fisica dei Plasmi” operante presso il Dipartimento di Fisica “G. 

Occhialini” e si occupa in particolare di plasmi prodotti da laser, di sviluppo e applicazione di sistemi 

laser, di applicazioni dei plasmi anche a livello industriale. 

Le attività sperimentali sono condotte sia presso grandi facility laser europee, sia presso la 

nostra università, dove ruotano attorno a due laboratori laser (rispettivamente posti al piano +2 ed al 

piano interrato –2 del Dipartimento di Fisica, edificio U2) e presso il Laboratorio per le Applicazioni 

Industriali del Plasma (LAIP), sito al piano +2. 

Le attività svolte presso i laboratori europei (Large Facilities) riguardano da una parte le 

interazioni laser materia in regime relativistico e dall’altra lo studio dell’idrodinamica di plasmi prodotti 

da laser, delle onde d’urto (shock) prodotte da laser e la fisica dei materiali a fortissime pressioni. 

IDRODINAMICA IN PLASMI PRODOTTI DA LASER, SHOCK E FISICA DEI MATERIALI A 

FORTISSIME PRESSIONI 

Nelle interazioni laser-plasmi si possono produrre e studiare onde d'urto, utilizzarle per 

comprimere materiali a pressione dei Megabar e studiarne le caratteristiche fisiche. Gli stati della 

materia che è possibile ottenere corrispondono a plasmi non ideali fortemente correlati e parzialmente 

degeneri. 

Tali stati sono d’interesse sia per la fusione a confinamento inerziale (ICF) sia per la 

planetologia e l’astrofisica. 

Le attività sperimentali sono condotte principalmente in collaborazione con il laboratorio LULI 

dell’Ecole Polytechnique di Parigi e con il laboratorio PALS di Praga. 

L’immagine mostra due componenti del gruppo di ricerca impegnate in un esperimento al 

PALS sul carbonio ad alte pressioni. 

Nell’esperimento abbiamo ottenuto i primi punti relativi all’equazione di stato del carbonio ad 

altissime pressioni con shock prodotti da laser. 

Come mostrato nel grafico successivo (Batani et al., Physical Review Letters, 2004) si tratta 

dei primi punti in assoluto nel range di pressioni 8 - 15 Mbar (tali punti mostrano inoltre una deviazione 



dai modelli teorici oggi disponibili). 

Helisa Stabile e Alessandra Ravasio durante un esperimento al PALS di Praga sul carbonio ad 

alte pressioni 

Tutti i punti sperimentali esistenti relativi al carbonio a pressioni superiori ad 1 Mbar. I 

punti in rosa e in nero sono quelli ottenuti dal nostro gruppo 



INTERAZIONE LASER MATERIA IN REGIME RELATIVISTICO 

Il nostro gruppo è impegnato nello studio delle interazioni laser-plasmi in regime relativistico e 

nell’applicazione di tali studi allo schema di "ignizione rapida" per la fusione a confinamento inerziale. 

In particolare, ci siamo dedicati allo studio della propagazione di intense correnti di elettroni relativistici 

(superiori al limite di Alfven) nella materia. 

Tali studi sono condotti principalmente in collaborazione con due laboratori dell’Ecole 

Polytechnique di Parigi, il LULI e il LOA (Laboratoire d’Optique Apliquée). 

In questo quadro abbiamo inoltre avviato lo studio dei plasmi prodotti dal laser come sorgenti 

di protoni e la loro possibile futura applicazione (ad esempio in adroterapia). 

La figura successiva mostra due spettri ottenuti in un esperimento all’LOA (V. Malka, A. 

Guemnie-Tafo, F. Ewald, J. Faure, S. Fritzler, E. d’Humières, E. Lefebvre, M. Manclossi, D. Batani 

“Production of energetic proton beams with lasers” Rev. Sci. Instrum., 67, 03B302, 2006). 

Spettro di protoni prodotti da bersaglio solido con laser con intensità 5 10 19 W/cm 2 (cerchi 

bianchi Al, cerchi neri plastica, linea continua simulazioni numeriche) 

Il nostro gruppo, in collaborazione con il PALS di Praga e l’Università di Milano (Dipartimento di 

Scienze Biologiche, Prof. F. Cotelli e Istituto di Fisiologia Generale e Chimica Biologica, Prof. G. 

Poletti) è impegnato in un programma di ricerca sulla microscopia a raggi X di campioni biologici. 



Immagini di Chlamydomonas (alga) e Saccaromyces Cerevisiae (lievito) in fase avanzata di divisione 

(immagini ottenute in vivo con risoluzione di 50 nm) 

Infine, il nostro gruppo ha recentemente iniziato un lavoro di ricerca sui sistemi di ottica 

adattativi, sia acquistando uno specchio deformabile attualmente in funzione presso i nostri laboratori 

di Milano - Bicocca, sia realizzando una campagna sperimentale (LASERLAB project number 

LOA001260) presso il laboratorio LOA dell’Ecole Polytechnique. 

L’esperimento riguarda l’uso di componenti di ottica adattiva (specchi deformabili e software di 

controllo) per il controllo e la correzione del fronte d’onda di un fascio laser. In particolare, si è valutata 

l’efficacia dell’introduzione della correzione nella fase intermedia della catena di amplificazione 

anziché, come di consueto, nella fase finale. Questo approccio è particolarmente utile nel caso di fasci 

di elevata potenza per i quali sarebbe alto il rischio di danneggiamento di elementi adattivi posti alla 

fine del processo di amplificazione. 

ATTIVITA’ SVOLTE NEI LABORATORI DI MILANO - BICOCCA 

Le attività svolte nei laboratori di Milano - Bicocca ruotano attorno ai due Laboratori Laser e 

riguardano lo studio dei plasmi prodotti da laser come sorgenti impulsate di radiazione X soffice ed il 

loro utilizzo per spettroscopia X, gli studi di ablazione indotta da laser, lo sviluppo di sistemi laser ed 

infine alcune applicazioni industriali dei plasmi svolte all’interno del Laboratorio per le Applicazioni 

Industriali del Plasma (LAIP). 

Laboratori 

- Laboratorio Laser U2- 2° piano 

Il laboratorio ospita un laser Nd:YAG di potenza, capace di impulsi di energia pari a 100 mJ, 

durata 40 ps e frequenza di ripetizione 10 Hz. L'intensità massima di potenza sui bersagli è pari a 10 14 



W/cm 2 . Il laboratorio è stato inizialmente impiegato principalmente per attività didattiche avanzate 

(laboratorio di ottica per gli studenti di fisica del terzo anno). Il laboratorio lavora anche su programmi di 

ricerca relativi alle sorgenti di raggi X (in collaborazione con il gruppo di A. Faenov, Russia) e 

all’ablazione laser (in collaborazione con il Vinca Institute di Belgrado). 

Immagine del laboratorio laser al piano +2 

Le immagini successive mostrano un cratere prodotto dal nostro laser su un bersaglio di Al ed uno 

spettro X ad alta risoluzione da Ge. 

Immagine di foro da laser ottenuta in Al (immagine al SEM) 



Spettro di raggi X emessi da un plasma di Ge ad alta risoluzione ottenuto in collaborazione con il 

gruppo di A. Faenov (Multicharge Data Center, Russia). Lo spettro dell’Al è usato come riferimento per 

le lunghezze d’onda. 

- Laboratorio Laser U2 livello –2 interrato 

Il nostro gruppo è impegnato nella realizzazione di un nuovo laboratorio laser di potenza con lo 

scopo di realizzare una “facility” laser capace di fornire impulsi ultra-intensi e ultra-veloci (10 J, 1 ps) 

raggiungendo il regime di potenze dei 10 TW. Tale facility, che sarà aperta ai ricercatori della nostra e 

di altre università italiane, costituirà uno dei sistemi laser più potenti presenti sul territorio nazionale. 

Con tale sistema sarà possibile avere accesso sperimentale allo studio delle interazioni laser-plasmi in 

regime relativistico e studiare i numerosi fenomeni fisici che si presentano in tale regime, in particolare 

la possibilità di realizzare sorgenti laser di protoni energetici con riferimento all’adroterapia. 

L’Università di Milano - Bicocca ha sostenuto lo sviluppo del nuovo laboratorio laser di potenza. 

In particolare: 

- nel 2001 è stato assegnato un finanziamento per l’acquisto di un sistema laser Nd:vetro ai 

femtosecondi da usare come oscillatore del laser da 10 TW. 

- si è provveduto alla realizzazione di locali dedicati (piano –2 dell’edificio U2) ove ospitare il 

nuovo laboratorio (dotati di abbattimento delle polveri e termostatazione) 

L’attività condotta in questo laboratorio è, per il momento, prevalentemente di sviluppo di 

sistemi laser. Il laboratorio ha già prodotte alcune tesi di laurea ed alcuni lavori scientifici pubblicati su 

rivista scientifica internazionale con referee. 



Immagine del laboratorio laser al piano interrato -2 

- Laboratorio per le Applicazioni Industriali del Plasma (LAIP) 

Il Laboratorio per le Applicazioni Industriali del Plasma (LAIP) attualmente svolge la propria 

attività di ricerca e di sviluppo tecnologico nel GRUPPO LASER E PLASMI su temi legati alle 

tecnologie del plasma. 

In particolare, sono stati affrontati i seguenti temi: 

- Torce in corrente continua ad arco non trasferito 

E’ stata progettata e realizzata una Mini Torcia a Plasma Termico denominata Plasma Pen che sarà 

utilizzata per applicazioni di micro-brasature senza apporto di materiale e per l’attivazione di superfici 

vetrose e polimeriche a pressione atmosferica. Il Plasma Pen è stato sviluppato grazie alla 

collaborazione della CRS srl di Lecco che ha sviluppato la parte di alimentazione ad inverter e alla MIL 

s.n.c (Montaggi Industriali Lombardia) che ha assemblato il prototipo di Mini Torcia attualmente 

funzionante. 

- Torce a radiofrequenza 

E’ stato completato il progetto di una torcia a radiofrequenza (ICP) a pressione atmosferica. Questa 

tipologia di torce, caratterizzata da un’estrema purezza del plasma prodotto, trova applicazione nei 

processi di deposizione di realizzazione di Preforme per Fibre Ottiche, processi di Etching di silice e 

miglioramento delle caratteristiche meccaniche di fibre ottiche. Il progetto, si è svolto in collaborazione 

con il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Bologna (Prof. V. Colombo). 

- Torce a microonde 

E’ stata sviluppata una torcia alimentata da una sorgente a microonde 2,45GHz 1,8 KW che consente 

di produrre sia getti di plasma a pressione atmosferica sia plasmi di tipo glow discharge in impianti 

sotto vuoto e trovano applicazione nella pulizia di superfici e nel taglio di materiali. E’ allo studio un 

sistema di TAGLIO LASER ASSISTITO DA PLASMA prodotto dalle microonde. 

- Fiammatura di materiali lapidei 

E' in fase di sviluppo una tecnica di fiammatura di materiali lapidei mediante plasma termico. I vantaggi 

di tale tecnologia includono il ridotto impatto ambientale in termini di impiego di acqua, efficienza del 

trattamento, consumo di gas. 



- Deposizioni mediante Thermal Spray 

La deposizione con Thermal Spray consente di rivestire supporti di diverso tipo e forma con un'ampia 

classe di materiali: dalle leghe metalliche ai materiali ceramici. Questa tecnica è utilizzata per risolvere 

le problematiche superficiali di componenti come usura e corrosione e anche come barriera termica. Il 

laboratorio sta provando, in collaborazione con LASER MEC s.n.c. di Verona, ad impiegare la tecnica 

di deposizione Thermal Spray su classi di materiali sinora inesplorati quali vetri, smalti e materiali 

biocompatibili. 

- Diagnostica calorimetrica 

Un capitolo di grande interesse per la ricerca nel campo delle applicazioni dei plasmi riguarda la 

valutazione delle principali grandezze correlate ai processi fisici che intervengono durante il 

funzionamento delle torce. A tale scopo sono state sviluppate diagnostiche di tipo calorimetrico. Lo 

strumento, attualmente in funzione presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Bologna, 

consente di misurare contemporaneamente temperatura, velocità e composizione del plasma prodotto 

da una Torcia a pressione atmosferica. La sonda calorimetrica risulta perciò utile anche per individuare 

la configurazione dell'ugello più idonea per il processo che da sviluppare. La sonda ha una risoluzione 

di misura in grado di evidenziare elevati gradienti di temperatura (1500 K/mm) e di velocità (250m/s) 

nel range 1000-10000 K. 

- Alimentatori 

Sono stati sviluppati in collaborazione con la CRS s.r.l. di Lecco alimentatori switching di nuova 

generazione con potenze fino a 80 kW (duty cycle 100%). Particolare attenzione è posta alla 

ergonomicità, alla affidabilità e alla stabilità delle correnti. 


INFN sezione di Milano (gruppo coordinato da M. Bonesini) 

Dipartimento di Fisica, Università di Roma Tor Vergata (Prof. S. Martellucci) 

Dipartimento di Ingegneria, Università di Roma La Sapienza (Prof. S. Atzeni) 

Dipartimento di Scienze Biologiche e Istituto di Fisiologia Generale e Chimica Biologica, Università di 

Milano (Prof. F. Cotelli, G. Poletti) 

IFPC, CNR, Pisa (Prof. A. Giulietti) 

Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Bologna (Prof. V. Colombo) 

Rutherford Appleton Laboratory, UK 

Ecole Polytechnique, Paris, Francia 

Laboratorio PALS, Accademia delle Scienze di Praga, Repubblica Ceca 

Multicharged Ions Data Center, Mendeleev, Russia 

RAS, Russian Academy of Science (Lebedev Institute, General Physical Institute, Dagesthan Center), 

Russia 

Vinca Institute, Belgrado, Serbia 

Pubblicazioni su rivista scientifica internazionale con referee: 

1. R. Dezulian, F. Canova, S. Barbanotti, F. Orsenigo, R. Redaelli, T. Vinci, G. Lucchini, D. Batani, B. 

Rus, J. Polan, M. Kozlová, M. Stupka, A.R. Praeg, P. Homer, T. Havlicek, M. Soukup, E. Krousky, J. 

Skala, R. Dudzak, M. Pfeifer, H. Nishimura, K. Nagai, F. Ito, T. Norimatsu, A. Kilpio, E. Shashkov, I. 

Stuchebrukhov, V. Vovchenko, V. Chernomyrdin, I. Krasuyk “HUGONIOT DATA OF PLASTIC FOAMS 

OBTAINED FROM LASER-DRIVEN SHOCKS” Physical Review E, 73, 047401 (2006) 



2. M. Manclossi, J. J. Santos, D. Batani, J. Faure, A. Guemnie-Tafo, V. Tikhonchuk, A. Debayle and V. 

Malka “ULTRAINTENSE LASER PRODUCED FAST ELECTRON PROPAGATION AND 

FILAMENTATION IN INSULATORS VS CONDUCTORS BY OPTICAL DIAGNOSTICS” Physical 

Review Letters, 96, 125002 (2006) 

3. E. Martinolli, M. Koenig, S.D. Baton, J.J. Santos, F. Amiranoff, D. Batani, E. Perelli-Cippo, F. 

Scianitti, L. Gremillet, C. Rousseaux, T.A. Hall, M.H. Key, R. Snavely, A. MacKinnon, R.R. Freeman, 

J.A. King, D. Neely, R.J. Clark “FAST ELECTRON TRANSPORT AND HEATING OF SOLID TARGETS 

IN HIGH INTENSITY LASER INTERACTION MEASURED BY K FLUORESCENCE” Physical Review 

E, 73, 046402 (2006) 

4. R.R. Freeman, D. Batani, S. Baton, M. Key and R. Stephens “THE GENERATION AND 

TRANSPORT OF LARGE CURRENTS IN DENSE MATERIALS: THE PHYSICS OF ELECTRON 

TRANSPORT RELATIVE TO FAST IGNITION” Fusion Science & Technology (FS&T), Fast Ignition 

Special Issue, vol. 49n N. 3, pp. 297-315 (2006) 

5. M. Manclossi, J. J. Santos, J. Faure, A. Guenmie-Tafo, D. Batani, V. Tikhonchuk, A. Debayle and V. 

Malka “CHARACTERIZATION OF ULTRAINTENSE LASER PRODUCED FAST ELECTRON 

PROPAGATION IN INSULATORS VS CONDUCTORS BY OPTICAL EMISSION DIAGNOSTICS“ J. 

Phys. IV, vol 133, pp. 499-502 (2006) 

6. D. Batani, M. Manclossi, D. Piazza, S.D. Baton, A. Benuzzi-Mounaix, M. Koenig, H. Popescu, F. 

Amiranoff, M. Abec Le Gloahec, C. Rousseaux, M. Borghesi and C. Cecchetti “STUDY OF THE 

PROPAGATION OF ULTRA-INTENSE LASER-PRODUCED FAST ELECTRONS IN GAS JETS” J. 

Phys. IV, vol 133, pp. 367-370 (2006) 

7. M. Koenig, S.D. Baton, A. Benuzzi-Mounaix, J. Fuchs, B. Loupias, P. Guillou, D. Batani, A. Morace, 

D. Piazza, R. Kodama, T. Norimatsu, M. Nakatsutsumi, Y. Aglitskiy and C. Rousseaux “BEHAVIOUR 

OF FAST ELECTRON TRANSPORT IN SOLID TARGETS” J. Phys. IV, vol 133, pp. 405-408 (2006) 

8. R. Stephens, R. Snavely, Y. Aglitskii, K. Akli, F. Amiranoff, C. Andersen, D. Batani, S. Baton, T. 

Cowan, R. Freeman, J. Green, H. Habara, T. Hall, S. Hatchett, D. Hey, J. Hill, J. Kaae, M. Key, J. King, 

J. Koch, R. Kodama, M. Koenig, K. Krushelnick, K. Lancaster, A. MacKinnin, E. Martinolli, C. Murphy, 

M. Nakatsutsumi, P. Norreys, E. Perelli-Cippo, M. Rabec le Gloahec, B. Remington, C. Rousseaux, J. 

Santos, F. Scianitti, C. Stoeckl, M. Tabak, K. Tanaka, W. Theobald, R.Town, T. Yabuuchi, B. Zhang 

“HIGH ENERGY ELECTRON TRANSPORT IN SOLIDS” J. Phys. IV, vol 133, pp. 355-360 (2006) 

9. M. Koenig, T. Vinci, A. Benuzzi-Mounaix, N. Ozaki, A. Ravasio, L. Boireau, C. Michaut, S. Bouquet, 

S. Atzeni, A. Schiavi, O. Peyrusse, D. Batani, R.P. Drake, A.B. Reighard “RADIATIVE SHOCKS: AN 

OPPORTUNITY TO STUDY LABORATORY ASTROPHYSICS” Physics of Plasmas, 13, 056504 


10. M. Trtica, B. Gakovic, D. Batani, T. Desai, P. Panjan and B. Radak “SURFACE MODIFICATIONS 

OF A TITANIUM IMPLANT BY A PICOSECOND ND:YAG LASER OPERATING AT 1064 AND 532 

NM” Applied Surface Science, Vol. 253 pp. 2551-2556 (2006) 

11. D. Batani, M. Manclossi, J. J. Santos, V. T. Tikhonchuk, J. Faure, A. Guemnie-Tafo and V. Malka 

“TRANSPORT OF INTENSE LASER-PRODUCED ELECTRON BEAMS IN MATTER” Plasma Phys. 

Contr. Fusion, 48, B211–B220 (2006) 

12. A Benuzzi-Mounaix, M. Koenig, A Ravasio, T. Vinci, N. Ozaki, M. Rabec le Gloahec, B. Loupias, G. 

Huser, E. Henry, S. Bouquet, C. Michaut, D. Hicks, A. MacKinnon, P. Patel, H.S. Park, S. Le Pape, T. 

Boehly, M. Borghesi, C. Cecchetti, M. Notley, R. Clark, S. Bandyopadhyay, S. Atzeni, A. Schiavi, Y. 

Aglitskiy, A. Faenov, T. Pikuz, D. Batani, R. Dezulian and K. Tanaka “LASER-DRIVEN SHOCK 

WAVES FOR THE STUDY OF EXTREME MATTER STATES” Plasma Phys. Control. Fusion, 48, 

B347–B358 (2006) 



13. G. Ferrante, S.A. Uryupin, D. Batani “TEST WAVE HARMONICS GENERATION IN AN 

INHOMOGENEOUS PLASMA WITH AN ELECTRON BEAM AND A RETURN CURRENT” Physics of 

Plasmas, 13, 123107 (2006) 

14. E. Vassallo, L. Laguardia, D. Ricci, G. Bonizzoni “INNOVATIVE PLASMA PROCESSES FOR 

CONSOLIDATION OF BIODETERIORATED ANCIENT PAPERS” Macromolecular Symposia, 238, 46- 

51, (2006) 

15. R. Benocci, M. Urbano, L. Mauri “STUDY OF A POSITIVE CORONA DISCHARGE IN ARGON AT 

DIFFERENT PRESSURES” EPJD, 37, 115-122 (2006) 

16 J. Fuchs, P. Antici, E. D’Humieres, E. Lefebvre, M. Borghesi, E. Brambrink, C. Becchetti, M. Kaluza, 

V. Malka, M. Manclossi, S. Meyroneinc, P. Mora, J. Schreiber, T. Toniciani, H. Pepin and P. Audebert 

“LASER-DRIVEN PROTON SCALING LAWS AND NEW PATHS TOWARDS ENERGY INCREASE” 

Nature Physics VOL 2, p. 48 JANUARY 2006 

17. A. Aliverdiev, D. Batani, V. Malka, T. Vinci, M. Koenig, A. Benuzzi-Mounaix and R. Dezulian “TIME- 

RESOLVED ANALYSIS OF HIGH-POWER-LASER PRODUCED PLASMA EXPANSION” AIP 

Conference Proceedings SUPERSTRONG FIELDS IN PLASMAS, 827, pp. 540-545 (2006) 

18. R. Dezulian, F. Canova, S. Barbanotti, F. Orsenigo, R. Redaelli, T. Vinci, G. Lucchini, D. Batani, B. 

Rus, J. Polan, M. Kozlová, M. Stupka, A. R. Praeg, P. Homer, T. Havlicek, M. Soukup, E. Krousky, J. 

Skala, R. Dudzak, M. Pfeifer, H. Nishimura, K. Nagai, F. Ito and T. Norimatsu “EQUATIONS OF 

STATE DATA OF PLASTIC FOAMS OBTAINED FROM LASER DRIVEN SHOCKS AT PALS 

(PRAGUE ASTERIX LASER SYSTEM)” AIP Conference Proceedings SUPERSTRONG FIELDS IN 

PLASMAS, 827, pp. 376-381 (2006) 

19. M. Koenig, A. Ravasio, A. Benuzzi-Mounaix, B. Loupias, N. Ozaki, M. Borghesi, C. Cecchetti, D. 

Batani, R. Dezulian, S. Lepape, P. Patel, H. S. Park, D. Hicks, A. Mckinnon, T. Boehly, A. Schiavi, E. 

Henry, M. Notley, R. Clark and S. Bandyopadhyay “DENSITY MEASUREMENTS OF SHOCK 

COMPRESSED MATTER USING SHORT PULSE LASER DIAGNOSTICS” Journal Astrophysics and 

Space Science, 307, Numbers 1-3 / January, 2007, Published online: 28 November 2006 

Partecipazioni in conferenze scientifiche internazionali 2006: 

1. Christmas meeting of the high power laser science community, Rutherford Appleton laboratory, the 

Cosener's House, Abingdon, 18-19 December 2006 

- R. Benocci et al. “Experimental study of laser profile smoothing using foams and gas jets at PALS 

facility” POSTER 

- T. Desai, D. Batani, M. Bussoli, R. Dezulian, A.M. Villa, E. Krousky “Meteorite impact study through 

laser produced craters” POSTER 

- R. Dezulian et al. "Equations of state data of plastic foams at Mbar pressure obtained at PALS 

(Prague Asterix Laser System)" POSTER 

2.. 3rd International conference on Super Strong Fields, 19-24 Settembre 2005, Varenna (Italy) 

- D. Batani, T. Desai, S. Rosetti and G. Lucchini “Potential effects of plasma on the development of 

laser produced craters” POSTER 

- R. Dezulian, et al. "Equation of state data of plastic foams at Mbar pressures" POSTER 

3. International Conference on the Interaction of Atoms, Molecules and Plasmas with Intense Ultra 

short Laser Pulses, 1-5 October 2006, Szeged, Hungary. 

- T. Desai, D. Batani, M. Bussoli, A.M. Villa and E. Krosky “Laboratory craters to Natural craters. Can 

we?” ORAL 

- D. Batani “Transport of Intense Laser-Produced Electron Beams in Matter” INVITED 



4. International conference on Advances in Fluid Mechanics, 26-28 October, Bangalore, India 

- T. Desai, D. Batani, B., M.Trtica and P. Panjan “Nano-structuring of titanium implant surfaces using 

Nd:YAG laser” INVITED 

- D. Batani “Results of shock and hydrodynamics experiments at PALS” INVITED 

5. Coordinated Research Programme Meeting - CRP, IAEA. 6-10 November, Vienna, Austria 

- T. Desai “Experimental study on laser non-uniformity mitigation (relevant to Direct Drive)” INVITED 

6. 33rd European Physical Society Conference on Plasma Physics, Rome, June 19 - 23, 2006 

- R. Dezulian, et al. "Equation of state data of plastic foams at Mbar pressures" POSTER 


7. 22nd Symposium on Plasma Physics and Technology, Praga, Repubblica Ceca, 26-29 Giugno 2006 

- R. Dezulian, D. Batani "Results of shock and hydrodynamics experiments at PALS" INVITED 

8. Physical Chemistry 2006, Belgrade, Serbia, 26-29 September 2006 

- R. Redaelli, D. Batani “High Pressure Laser-Generated Shocks and Application to Eos of Carbon” 

INVITED 

9. Workshop “Nonequilibrium processes in Plasma Physics and studies of Environment“ Tuesday, 29 

August 2006, Kopaonik, Serbia 

- D. Batani “High Pressure Laser-Generated Shocks and Application to EOS of Carbon” INVITED 

10. SPIG 2006, August 2006, Kopaonik, Serbia 

- D. Batani “Direct Evidence of Electric Fields and Fast-Electron Slowing Down in High-Intensity Laser- 

Matter Interaction” INVITED 

11. ISUILS 5, International Symposium on Ultrafast Intense Laser Science, November 29, December 2, 

2006,Lijiang, China 


12.. Summer school on “MATTER IN SUPER-INTENSE LASER FIELDS” ERICE-SICILY, 27 JUNE - 5 

JULY 2006 

- D. Batani “Transport of Intense Laser-Produced Electron Beams in Matter” 3-hour course 

13. International Conference of Ultra Intense Lasers September 2006 Cassis France 

- F. Canova, D. Batani, et al. “Wavefront correction and aberrations pre-compensation in the middle of 

Petawatt-class CPA laser systems” 

14. CLEO/QELS 2006 (Palm Spring, USA) 

- F. Canova, D. Batani, et al., "Pump Beam homogenization in PetaWartt class femosecond amplifiers” 

Tesi di Laurea: 

- Alessio MORACE "Studio di bersagli a cono per la fusione inerziale" Sostenuta il 16 dicembre 2005 

- Mina VELTCHEVA “Studio interferometrico di un plasma prodotto da ablazione laser” 

- Claudio PEREGO "Studio della propagazione di impulsi laser in fibra ottica non lineare" 

- Paolo CARPEGGIANI “Misurazione della durata temporale nel regime dei femtosecondi" 

- Marco SILVA "Correzione del fronte d'onda mediante l'uso di specchi deformabili in una catena laser" 



sostenuta il 13 dicembre 2006. 

Tesi di Dottorato: 

- Mauro MANCLOSSI “Laser Produced Fast electrons transport in under-dense and over-dense matter” 

Ecole Polytechnique, 19 Aprile 2006 (cotutela D. Batani, Victor Malka, Ecole Polytechnique) 

- Helisa STABILE “Use of HHG diagnostics for the study of dense plasmas” 19 Dicembre 2006 

(cotutela D. Batani, P. Martin, CEA) 

Progetti: 

- Programma FISR Legge 449/97 “Impianti innovativi multiscopo per la produzione di radiazione 

X e ultravioletta, coerente ed incoerente ad alta intensità” 

- Progetto INTAS 01-846 “Laser-driven shock tube for generation of hypersonic gas flows and 

investigation of hydrodynamic instabilities at contact interfaces” (coordinatore internazionale D. 

Batani) 

- Progetto INTAS 01-233 “Fast Ions in Laser-Plasma Interaction in the Relativistic Regime of 

Ultra-Short Ultra-Intense Pulses” (coordinatore internazionale F. Pegoraro, Univ. Pisa) 

- Progetto PRIN 2005 “Interazione laser ultraintensi plasma” (coordinatore nazionale ATZENI 

Stefano, Università degli Studi di ROMA "La Sapienza) 

- Progetto FIRB 2004 “BLISS” – Studio di laser a larga banda per la fusione a sconfinamento 

inerziale – Coordinatore nazionale Antonio Giulietti, IPCF, CNR, Pisa 



BIOFISICA 

Personale 

Baldini Giancarlo 

Chirico Giuseppe 

Collini Maddalena 

D’Alfonso Laura 

Cannone Fabio 

Caccia Michele 

Quercioli Valentina 

Bosisio Chiara 



Ricercatore 

Ricercatore 

Assegnista 

Dottorando 

Dottorando 

Dottorando 

STUDIO DELLA FOTODINAMICA DI PROTEINE 

(Giuseppe Chirico, Fabio Cannone, Laura 

D’Alfonso) 

Questo progetto è dedicato allo studio 

della dinamica dell’emissione di proteine e 

di sonde fluorescenti nell’intervallo visibile 

dello spettro elettromagnetico, in presenza 

di perturbazioni elettriche esterne. Il fine è 

quello di sviluppare degli switch elettroottici 

molecolari. Le proteine della classe 

delle “Green Fluorescent Protein” e alcuni 

dyes (fluorescina) si stanno dimostrando 



molto efficaci per questo sviluppo, in particolare se complessati con nano-colloidi di metalli nobili. 

Si sono ottenuti sistemi ibridi proteina-colloide metallico con risposte risonanti nell’intervallo 1Hz – 1000 

Hz. 

BIOFISICA DI SINGOLE MOLECOLE 

(Giancarlo Baldini, Giuseppe Chirico, Fabio 

Cannone, Maddalena Collini, Roberto Milani) 

Il laboratorio sta applicando avanzate tecniche 

di spettroscopia di fotocorrelazione della 

fluorescenza, di decadimento del tempo di vita 

dello stato eccitato e di decadimento della 

anisotropia della correlazione della fluorescenza 

con eccitazione a singolo e doppio 

fotone allo studio della conformazione e della 

dinamica di singole proteine. 

In particolare, si stanno studiando i dettagli del 

processo di unfolding e refolding delle 

proteine. 

Questa ricerca è finalizzata allo studio della eterogeneità di comportamento delle proteine soggette a 

condizioni denaturanti legate all’insorgenza di malattie neurodegenerative. 

IMAGING CELLULARE E DI TESSUTI CON TECNICHE OTTICHE NON LINEARI 

(Giberto Chirico, Fabio Cannone, 

Giancarlo Baldini, Michele Caccia) 

L’innesco nelle cellule di meccanismi di 

riconoscimento avviene talvolta a 

concentrazioni di pochissime molecole 

per micron cubo e alcune patologie sono 

attivate da fluttuazioni nella popolazione 

di biopolimeri. 

Per questo motivo si sono sviluppate in una serie di tecniche e nanotecnologie per l'osservazione 

del comportamento di singole biomolecole. Nel laboratorio si stanno applicando ottiche non lineari 

del secondo e terzo ordine all’imaging cellulare e di tessuti. L’utilizzo di radiazione infrarossa 

pulsata permette una lunghezza di penetrazione nel tessuto di vari millimetri rendendo possibile 

uno studio in vivo. 

Sito web: http://labs-biophysics.mib.infn.it 

Collaborazioni e convenzioni con enti esterni: 

Prof. Diaspro, Università di Genova: Microscopia a due fotoni 

Prof. Gratton, University of Illinois: Fluorescenza a due fotoni 

Prof. Langowski, Università di Heidelberg: Plasmidi di DNA 

Prof. Granucci, Università di Milano - Bicocca, Dip. di Biotecnologie e Bioscienze: Immunologia 



Prof. Indovina, Istituto Superiore di Sanità, Roma: Caratterizzazioni di metastasi tumorali 

Prof. Molinari, CNR e Università di Verona: Folding di proteine globulari 

Dr. Mazzei, Istituto Superiore di Sanità, Roma: Dinamica di frammenti di DNA in soluzione 

Prof. Varani, University of Washington: NMR di peptidi e RNA 

Prof. Mozzarelli, Università di Parma: Unfolding di mutanti della GFP 


1. A. Diaspro, S. Krol, B. Campanini, et al. ENHANCED GREEN FLUORESCENT PROTEIN (GFP) 

FLUORESCENCE AFTER POLYELECTROLYTE CAGING” OPTICS EXPRESS 14 (21): 9815-9824 

OCT 16 2006 

2. A. Diaspro, V. Corsi, P. Bianchini, G. Chirico, C. Usai “MULTIPHOTON MICROSCOPY, WILEY 

ENCYCLOPEDIA OF BIOMEDICAL ENGINEERING” etin Akay (Ed.), 2006. 

3. G. Chirico, F. Cannone, A. Diaspro “UNFOLDING TIME DISTRIBUTION OF GFP BY SINGLE 

MOLECULE FLUORESCENCE SPECTROSCOPY” European Biophysics Journal With Biophysics 

Letters 35 (8): 663-674 Oct 2006 

4. G. Chirico, F. Cannone, A. Bizzarri, S. Cannistraro “QUENCHING AND BLINKING OF 

FLUORESCENCE OF SINGLE DYE MOLECULE BOUND TO GOLD NANOPARTICLES” J. Phys. 

Chem. B.; 2006; 110(33); 16491-16498. 

Presentazioni a congressi: 

L. D’Alfonso: Inhomogeneous Protein-Water-Sugar Structures of Single GFP-mut2 Proteins Caged in 

Trehalose-Water Matrixes, XVIII SIBPA meeting, Terrasini, Sept. 2006 

G. Baldini, F. Cannone, G. Chirico, M. Collini, S. Bettati, B. Campanini and A. Mozzarelli: Gfp* 

Discrete Unfolding Pathways And Native Substates, XVIII SIBPA meeting, Terrasini, Sept. 2006 - 

INVITED 

M. Collini “Excited state lifetime spectroscopies on cells”, Visualizing biological function, Università di 

Milano - Bicocca, 13-14 March 2006 [lecture] 

L. D’Alfonso, M. Collini, F. Cannone, G. Chirico, B. Campanini, G. Cottone, L. Cordone: 

“Inhomogeneous Protein-Water-Sugar Structures of Single GFPmut2 Proteins Caged in Trehalose- 

Water matrixes” Nano2006 Workshop, San Sebastian, Pasque Country (Spain) 4-6 September 2006 

G. Baldini, F. Cannone, G. Chirico, M. Collini, S. Bettati, B. Campanini, A. Mozzarelli: Detecting 

Multiple Substates and Pathways in Proteins: The case of the GFP - Fourth Stig Lundqvist Conference 

on Advancing Frontiers of Condensed Matter Physics (3 - 7 July 2006) (ICTP, Trieste) - INVITED 

G. Chirico, M. Collini, F. Cannone, L. D’Alfonso, G. Baldini: Voltage Regulation of Single Molecule 

Fluorescence. Nano2006 Workshop 'Perspectives in Nanoscience and Nanotechnology', San 

Sebastian, 4-6 September 2006 

Laureati laurea triennale: 

Erica Montani: Caratterizzazione spettroscopica di Trasferimento Risonante di Energia su proteine di 

GFP con tecniche di fluorescenza. 

Luca Bettini: Misure di Anisotropia di Scattering di Seconda Armonica da campioni biologici. 

Matteo Catanese: Denaturazione termica di proteine con spettroscopi di fluorescenza. 



Elisa Scarpellini: Caratterizzazione spettroscopica a livello di singola molecola di un mutante della 

proteina GFP. 

Stefano Daglio: Misure di tempo di vita dello stato eccitato con microscopia in fluorescenza. 

Francesco Riccobono: Spettroscopia di fluorescenza nello studio dell’interazione DNA-ligandi. 

Laureati laurea specialistica: Luca Mariani, Salvatore Di Stefano. 

Stages svolti per la prova finale: 

Argomenti: Uso di tecniche fisico-bio-chimiche e spettroscopiche (Lifetime e anisotropia della 

fluorescenza per: Folding-unfolding di proteine studiate con la fluorescenza del triptofano; 

Rinaturazione e denaturazione di proteine globulari mediante dicroismo circolare. Interazione di sonde 

molecolari con DNA e proteine mediante tecniche spettroscopiche. Imaging di cellule ed eventuali 

argomenti da concordare con lo studente. 

Scopi: Analisi critica dei risultati. Elaborazione dati. Uso del PC come interfaccia con lo strumento di 

misura. Confronto delle misure con modelli. Stesura di una relazione scientifica. 

Progetti finanziati: 

- Fondazione Cariplo (2005-07): Costruzione e lettura di reticoli di molecole fluorescenti per mezzo di 

microscopia a forza atomica: un passo verso le memorie ottiche molecolari. 

- Firb Nanobiotecnologie (INFM: 2004-2006): Nanotecnologie. 

- Fondi Grandi Attrezzature 2006: Microscopia con eccitazione non-lineare in Medicina e Biologia. 

Convegni: 

Visualizing biological function, Università di 

Milano - Bicocca, 13-14 March 2006. 

Sessione teorico-pratica su microscopia 

confocale e non lineare applicata alle Life 

Sciences. 

Comitato Scientifico: P. Castagnoli, G. Baldini, 

G. Chirico. 

Il convegno è stato organizzato in due giornate 

con una sessione teorica cui hanno partecipato 

circa un centinaio di ricercatori e dottorandi 

provenienti da varie regioni d’Italia e una 

sessione pratica in laboratorio limitata a un 

numero di 35 persone. 



ELETTRONICA 

Ricerca 

Presso il Dipartimento di Fisica sono presenti molti gruppi che si occupano di esperimenti di 

frontiera di nuova concezione e ad alto contenuto tecnologico. Per molti di tali esperimenti l’elettronica 

di lettura e gestione dei segnali deve soddisfare stringenti proprietà ed essere progettata in modo 

accurato. 

In Bicocca il Gruppo di Elettronica cerca di soddisfare, fino ad ora con un certo successo, le 

richieste sperimentali presenti. A questo gruppo afferiscono i ricercatori Prof. Giuliano Boella, Dott. 

Gianluigi Pessina e Ing. Claudio Arnaboldi. Il personale tecnico è composto dai Sigg. Antonio De Lucia, 

Giulio Galotta e Adrea Passerini. Il lavoro è suddiviso e distribuito in 3 laboratori. 

ASTROFISICA 

Attualmente è in corso uno sviluppo orientato all’uso di particolari dispositivi criogenici, i SIS, 

per la rivelazione diretta di radiofrequenza fra 94 e 350 GHz. Questa attivitá è in collaborazione con lo 

IEN di Torino. Scopo dello sviluppo è giungere alla rivelazione diretta coerente della radiazione di 

fondo cosmico (CBR) con la realizzazione dell’esperimento MASTER e per la rivelazione di righe 

associate alle transizioni rotazionali molecolari che si generano nei processi di formazione delle stelle. 

FISICA DELLE PARTICELLE ELEMENTARI 

Gli esperimenti MIBETA, una matrice di 10 micro-bolometri, e CUORICINO, una matrice 

composta di 62 macro-bolometri, sono stati equipaggiati con un’Elettronica, avente funzionalità 

particolari, completamente progettata nei nostri laboratori. 

In particolare, una delle ultime innovazioni introdotte per l’esperimento CUORICINO riguarda 

un nuovo sistema elettronico di stabilizzazione della temperatura che ha consentito un notevole 

aumento della resa del sistema di analisi dei dati della misura in atto presso i laboratori del Gran 

Sasso. Per questo lavoro un articolo è stato pubblicato. 

Per il nascente esperimento MARE, riguardante lo studio della massa del neutrino, è stato 

sviluppato il nuovo sistema di amplificazione del segnale a rumore ultra-basso. Al riguardo è stato 

pubblicato un articolo [ 1]. 

Per l’esperimento LHCb è stato studiato e realizzato un sistema originale di distribuzione 

dell’alta tensione dei fototubi. Il sistema di distribuzione consiste in schede di circuito stampato 

progettate per evitare ogni tipo di scarica eventualmente generata nella distribuzione dei 20 KV 

necessari. Al riguardo a breve, non appena si avranno i primi dati sperimentali su fascio, si pensa di 

sottomettere un articolo a qualche rivista internazionale. Grazie ai risultati ottenuti con questa attività al 

laboratorio è stata riconosciuta la responsabilità della gestione dell’alta tensione dell’esperimento LHCb 

per quanto concerne i 2 rivelatori RICH1 e RICH2. Un articolo è stato pubblicato al riguardo [ 2]. Due 

studenti hanno conseguito la laurea coadiuvando il lavoro svolto nel nostro laboratorio. 

Per l’esperimento AMS si è appena approntato un sistema automatico di caratterizzazione del 

rumore di transistori irraggiati in un ampio intervallo di frequenze, da 10 Hz sino a 80 MHz. Lo scopo è 

quello di essere in grado di distinguere l’alto rumore di bassa frequenza presente, ed aspettato, in 

dispositivi irraggiati dal rumore bianco di alta frequenza. I primi risultati che si stanno ottenendo 

sembrano essere molto interessanti. Sicuramente due articoli saranno scritti al riguardo. Uno 

riguardante la descrizione del sistema di misura approntato, l’altro i risultati sperimentali. 



Nei riguardi dell’esperimento CAPIRE si è progettato e realizzato un sistema capace di 

monitorare la corrente di lavoro dei 10 rivelatori utilizzati. La corrente è letta con grande cura da una 

tensione di 4500 V. Un circuito originale è stato realizzato al riguardo. Una pubblicazione è stata 

sottoposta a rivista per revisione al riguardo ed è in attesa di risposta. 

DISPOSITIVI ELETTRONICI 

Copiosa è stata l’attività di studio sui dispositivi elettronici. Il lavoro sperimentale ha riguardato 

in parte la caratterizzazione di JFET al Si da temperatura ambiente giù fino a 14 K. E’ stato realizzato 

uno strumento appositamente progettato perché in grado di caratterizzare in modo automatico i 

dispositivi elettronici in un ampio intervallo di temperatura. L’argomento è stato anche oggetto di una 

tesi di laurea e di un articolo apparso su rivista. 

Si è anche studiata una nuova tecnologia emergente: i transistori bipolari ad Eterogiunzione al 

Si-Ge. In particolare è stato anche realizzato e caratterizzato il primo preamplificatore di carica 

esclusivamente basato su tecnologia SiGe. 

SISTEMI BASATI SU MICROCONTROLORI E DIGITAL SIGNAL PROCESSOR 

Un certo impegno il laboratorio l’ha speso anche per sviluppare ed acquisire conoscenze nel 

campo della gestione automatica della strumentazione mediante circuiti di interfaccia e della circuiteria 

necessaria per l’acquisizione dati. Gli sbocchi di questa attività sono duplici. Da una parte le 

conoscenze acquisite sono state direttamente applicate negli esperimenti CUORICINO, MIBETA e 

stanno per essere usate anche nei futuri esperimenti CUORE e MARE. Dall’altra parte le conoscenze 

sono direttamente sfruttate a scopi didattici nell’indirizzo di Elettronica dei Sistemi digitali della laurea 

triennale. Alcuni studenti si sono già laureati ed altri sono in procinto di iniziare il loro stage seguendo 

questo nuovo indirizzo. 


1. C. Arnaboldi and G. Pessina “A FRONT-END READOUT FOR MICRO BOLOMETERS HAVING 

SUB NANO VOLT NOISE FLOOR” IEEE Transaction on Nuclear Science, Vol. 53, pp. 2861-2868, 

2006, Stati Uniti [ 1] 

2. C. Arnaboldi, T. Bellunato, T. Gys, E. Panzeri, G. Pessina and D. Piedigrossi “THE HIGH VOLTAGE 

DISTRIBUTION SYSTEM FOR THE HYBRID PHOTODETECTOR ARRAYS OF RICH1 AND RICH2 at 

LHCb” IEEE Transaction on Nuclear Science, Vol. 53, pp. 1397-1402, 2006, Stati Uniti [ 2] 

3. C. Arnaboldi, G. Pessina, S. Pirro “THE COLD PREAMPLIFIER SET-UP OF CUORICINO: 

TOWARDS 1000 CHANNELS” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, vol. A559, pp 

826-828, 2006, Paesi Bassi. [3] 

Tesi: 

1) A.A. 2005-2006, CONTROL AND MONITORING OF THE LHCB RICH PHOTODETECTOR 

MODULES AND POWER SUPPLY SYSTEM, Studente Baesso Paolo Giuseppe, matricola 607542 

2) A.A. 2005-2006, SVILUPPO DI UN'INTERFACCIA HW/SW BASATA SU MICROCONTROLLORE 

PIC PER LA GESTIONE DI STRUMENTI DI MISURA, Studente Somaschi Niccolò, matricola 055324 

3) A.A. 2005-2006, PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI GESTIONE DI 

DIFFERENTI PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE BASATO SU MICROCONTROLLORE, Studente 

Fuselli Daniele, matricola 055933 



4) A.A. 2005-2006, SISTEMA DI ACQUISIZIONE DI SEGNALI STATICI E DINAMICI, BASATO SU 

MICROCONTROLLORE ARM, PER RIVELATORI BOLOMETRICI, Studente Cribio Fabio, matricola 

055255 

5) A.A. 2005-2006, IL RIVELATORE RICH DI LHCb: APPLICAZIONE:ANALISI DEL DECADIMENTO 

B A PHIMU+MU-; MONITORAGGIO: REALIZZAZIONE COMPLETAE CARATTERIZZAZIONE DEL 

SISTEMA ANLOGICO PER LA LETTURA DEL SEGNALE DI ALTA TENSIONE UASTO PER LA 

POLARIZZAZIONE DEL SISTEMA DI FOTORIVELAZIONE, Studente Gobbo Paola, matricola 070485

Relazione Dipartimento 2006 - Dipartimento di Fisica G. Occhialini ...

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