ATLAS

È un grande esperimento a scopo di ricerca generale presso l’acceleratore Large Hadron Collider (LHC). ATLAS mira allo studio delle interazioni del modello standard, all’indagine sul bosone di Higgs e alla ricerca di fisica oltre il modello standard (SUSY, dimensioni extra,  etc.). Vengono studiate collisioni protone-protone con energie del centro di massa fino a 13 TeV e collisioni piombo-piombo con energie fino a 5.02 TeV in interazioni binarie nucleone-nucleone.

Fisica del Modello Standard: Il Modello Standard (SM) della fisica delle particelle è una teoria che descrive le particelle elementari come quarks, leptoni e bosoni di gauge, e le loro interazioni (elettromagnetica, debole e forte). Ad oggi, la validità del SM è stata confermata da tutti gli esperimenti di fisica subnucleare. Presso LHC è possibile verificare le previsioni della teoria a energie mai raggiunte prima.

Fisica del quark top: il quark top è il quark più pesante del SM ed è stato osservato per la prima volta al Fermilab nel 1995. A causa delle collisioni ad alta energia presso LHC il quark top viene prodotto in abbondanza, permettendo studi precisi sulle sue proprietà, sui processi di produzione singola e accoppiata (t-tbar) o sulla loro produzione in associazione con altre particelle quali il bosone di Higgs (canale t-tbar-Higgs).

Indagini sul bosone di Higgs: il bosone di Higgs, scoperto da ATLAS e CMS nell’estate del 2012, ha aperto un intenso campo di studi sui meccanismi di  produzione ed il decadimento. Esso gioca un ruolo chiave, all'interno del modello standard, nella definizione della massa delle particelle attraverso un meccanismo noto come rottura spontanea della simmetria elettrodebole. Localmente vengono studiati  diversi modelli di produzione e decadimento.

Ricerche di fisica oltre il Modello Standard: è risaputo che il Modello Standard delle particelle non è una teoria definitiva, e una nuova fisica deve emergere a determinati livelli di energia. LHC permette ad ATLAS l'esplorazione di nuovi territori alle frontiere di energia al momento raggiungibili. Il gruppo locale è profondamente coinvolto nella ricerca di nuova fisica in diverse direzioni:  ricerca di particelle supersimmetriche (SUSY), dimensioni extra, settori nascosti (gruppi di simmetria estesi), oppure

attraverso ricerche generiche non collegate a particolari modelli esotici.

Attività di upgrade dei rivelatori: oltre all’analisi e acquisizione dati in corso, vi è intensa attività sperimentale sulla progettazione e realizzazione di detector migliorati, che siano in grado di sostenere l’alta luminosità prevista per il 2021 e oltre. Questi includono il rilevatore di muoni, il luminometro LUCID, il nuovo rivelatore di tracce (Inner Tracker, ITk), il sistema di trigger e acquisizione dati (TDAQ) e il Computing.