CMS

CMS (Compact Muon Solenoid, “Solenoide Compatto per Muoni”) è un rivelatore general-purpose al Large Hadron Collider. È stato progettato per la ricerca di fenomeni di nuova fisica, e condurre misure di precisione volte alla stringente verifica del Modello Standard della fisica delle particelle. Miliardi di protoni, accelerati da LHC, collidono ogni secondo all’interno del campo magnetico di CMS. Ogni collisione produce nuove particelle, che sono identificate e misurate, fornendo ai fisici una quantità di dati senza precedenti, che potrebbe contenere le risposte alle domande ancora aperte sulla natura del nostro universo.

Il cuore del rivelatore CMS è un gigantesco solenoide superconduttore, in grado di fornire un campo magnetico uniforme di quasi 4 Tesla intorno al punto di collisione dei protoni. Le traiettorie e l’energia delle particelle prodotte sono misurate all’interno del magnete, mentre i muoni, che riescono a sfuggire quasi indisturbati, sono identificati da rivelatori posti all’esterno del solenoide. Gli eventi selezionati sono inviati alla grid, un sistema globale di risorse di calcolo e di storage interconnesse tra loro con cui i fisici possono analizzare i dati di CMS dai loro PC. 

Il gruppo di CMS Bologna ha contribuito al progetto e alla costruzione del rivelatore per muoni della regione centrale di CMS, un sistema che complessivamente copre più di mille metri quadrati di superficie e fornisce informazioni per la selezione e la ricostruzione dei muoni. Continuiamo ad assicurare il corretto esercizio e lo sviluppo del rivelatore, del sistema di trigger e del software di ricostruzione dei muoni, misurandone le prestazioni per verificare che tutto sia in perfette condizioni.

Tra le attività del gruppo sono centrali le analisi di fisica. Nel settore dell’Higgs, collaboriamo con altri gruppi per misurare le proprietà del bosone di Higgs del Modello Standard e per la ricerca di nuovi bosoni di Higgs, predetti da alcune teorie. Siamo anche interessati allo studio del quark top, e ci concentriamo sugli stati finali adronici, una vera e propria sfida con i dati di LHC, a causa della grande quantità di fondo di natura adronica.

Un ruolo di primo piano è svolto anche nel calcolo nell’ambito dell’infrastruttura di CMS e del suo funzionamento. Stiamo studiando attivamente l'uso di nuovi approcci, come il Machine Learning e il Deep Learning, per il miglioramento delle analisi di fisica e per lo sviluppo di algoritmi di trigger e ricostruzione.

Infine, stiamo lavorando all’upgrade del rivelatore: il progetto “High Luminosity LHC”, che partirà nel 2026, aumenterà ulteriormente il numero delle collisioni che saranno disponibili agli esperimenti. Per assicurare un funzionamento ottimale del nostro meraviglioso esperimento per molti anni ancora e in condizioni di presa dati sempre più difficili, stiamo progettando nuovi algoritmi e nuova elettronica per il nostro rivelatore di muoni.

Membri dello staff DIFA

Daniele Bonacorsi

Professore ordinario

Sylvie Braibant

Professoressa associata

Andrea Castro

Professore associato confermato

Marco Cuffiani

Professore associato confermato

Alessandra Fanfani

Professoressa associata

Luigi Guiducci

Professore associato

Tiziano Rovelli

Ricercatore confermato

Gian Piero Siroli

Ricercatore confermato

Studenti PhD e post-doc DIFA

Carlo Battilana

Professore a contratto

Assegnista di ricerca

Tommaso Diotalevi

Dottorando

Tutor didattico

Luca Giommi

Dottorando

Tutor didattico

Fabio Iemmi

Dottorando

Tutor didattico

Leonardo Lunerti

Dottorando

Tutor didattico

Federica Primavera

Assegnista di ricerca

Principali collaboratori INFN

Collaboratori presso ENEA

  • Sergio Lo Meo

Galleria fotografica

Le persone di CMS

(crediti a © 2012 CERN )

Studenti in visita al rivelatore CMS

Analisi dati di Fisica nel settore dell’Higgs

(crediti a © 2019 CERN )

Analisi dati di Fisica nel settore del Top

Machine e Deep Learning applicati alla Fisica

Rivelatore per muoni e prestazioni nella ricostruzione di muoni

(crediti a © 2008 CERN)

Sviluppo di elettronica per il sistema di trigger dei muoni e il suo Upgrade per sostenere un tasso di collisioni molto elevato previsto dal 2026

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