Perchè fare fisica? All truths are easy to understand once they are discovered; the point is to discover them. Galileo Galilei

LHC dall’alto 7 Km Lago di Ginevra Si’, ci abitano davvero sopra!! Altro che buchi neri… !! 7 Km Giura Ginevra CERN Main Site (Meyrin)

LHC 100m sotto terra Incidente 19 Settembre: durante i test dei magneti una saldatura ha ceduto ed è fuoriuscito elio superfluido (≈1 tonn) si riparte a metà 2009

CMS è un’impresa tecnologica: Peso totale : 12,500 t Diametro : 15 m Lunghezza : 21.6 m Campo Magnetico : 4 Tesla ENORME più ferro della Torre Eiffel! Dati raccolti /secondo = traffico di tutte le telecom del mondo/secondo COMPLICATA 78 Milioni di canali elettronici … ma anche umana/organizzativa: 2008 fisici+ingegneri 180 istituti 37 paesi su CMS non tramonta mai il sole!! dire che per esempio metà americani lavorano di notte

Il programma di fisica di CMS Ricerca del bosone di Higgs, “responsabile” della massa delle particelle elementari Ricerca di Fisica oltre il Modello Standard: SuperSimmetria (SUSY) ricco spettro di nuove particelle (un partner supersimmetrico per ogni particella nota) → tra cui un buon candidato per la materia oscura Extra Dimensions dimensioni aggiuntive arrotolate e confinate in scale ultramicroscopiche Ingredienti necessari per la teoria delle stringhe Il Modello Standard e’ una fenomenologia di bassa energia di una teoria piu’ ampia (EPlanck≈1019 GeV scala massima di validità del MS → oltre la gravità non è più trascurabile) nuova fisica imprevista e inaspettata potrebbe emergere dall’LHC

Il problema della massa: il bosone di Higgs e oltre L’Higgs è un campo che permea il vuoto, l’interazione delle particelle con questo campo è responsible della loro massa: è come se le particelle dovessero muoversi dentro una “melassa” Le masse delle particelle elementari sono numeri “messi a mano” nella teoria sono misurate con ottima precisione non sono prevedibili nel Modello Standard: sembrano numeri del tutto casuali senza nessuna struttura/periodicità !! top u c t QUARK bottom tau d s b charm muon strange e m t LEPTONI down up ne nm nt electron

“Fotografie” dell’Higgs a CMS H→ZZ→4m “Fotografie” dell’Higgs a CMS H→ZZ→4e H→gg

Perchè? Al CERN si fa ricerca “pura”: come è fatto l’universo? come si è formato? come si evolverà?... “per seguir virtute e canoscenza” Per far progredire la civiltà! per le ricadute tecnologiche: la costruzione di LHC e degli esperimenti ha posto sfide tecnologiche che hanno generato innovazione (raffreddamento LHC, campo magnetico CMS, … ) 1 € investito dall’Italia → 1.5 € di commesse alle nostre industrie l’analisi dei dati prodotti richiede strumenti software e modelli di computing all’avanguardia (www, GRID, …) ricadute a posteriori, non prevedibili

Satelliti (GPS) La relatività (Einstein) La scoperta dell’elettrone (Thomson) L’invenzione del LASER: bisturi, lettura CD, … Il tubo catodico! Diagnostica medica (dalle radiografie alle TAC e oltre), adroterapia …

L’importanza “etica” del CERN Nato nel 1954 dopo la 2° Guerra Mondiale, oggi garantisce la condivisione globale delle risorse e del sapere scientifico 20 Stati Membri Europei + Collaborazioni con scienzati da tutto il mondo (USA, Giappone, India, Iran, Corea, Cina…) Italia 11.43% budget (CMS 15% “teste”)

Il peso dell’Italia in CMS 37% nei gruppi di “software” Physics Coordinator P.Sphicas Deputies: J.Incandela, R.Tenchini “Dirigenti” dei gruppi di fisica: 41% nei gruppi di “hardware” italiani 9/34 > 25% e/ C.Seez P. Meridiani Muons M.Mulders R. Bellan Forward Physics K. Piotrzkowski Heavy Ions O.Kodolova G. Roland QCD N.Varelas V. O’Dell Higgs C.Mariotti A. Korytov Jets/MissET D.Elvira P. Schleper b-tagging T.Boccali W. Adam EWK J.Alcaraz S.Dasu SUSY O.Buchmuller J. Richman ParticleFlow/t C. Bernet S. Gennai Tracking K. Burkett B. Mangano Top C.Campagnari T. Christiansen Exotica A.De Roeck G. Landsberg MC generators R.Chierici F. Stoeckli B physics J.Olsen P. Eerola

Il peso dell’Italia in CMS 37% nei gruppi di “software” Physics Coordinator P.Sphicas Deputies: J.Incandela, R.Tenchini “Dirigenti” dei gruppi di fisica 41% nei gruppi di “hardware” italiani 9/34 > 25% e/ C.Seez P. Meridiani Muons M.Mulders R. Bellan Forward Physics K. Piotrzkowski Heavy Ions O.Kodolova G. Roland QCD N.Varelas V. O’Dell Higgs C.Mariotti A. Korytov Jets/MissET D.Elvira P. Schleper b-tagging T.Boccali W. Adam EWK J.Alcaraz S.Dasu SUSY O.Buchmuller J. Richman ParticleFlow/t C. Bernet S. Gennai Tracking K. Burkett B. Mangano Top C.Campagnari T. Christiansen Exotica A.De Roeck G. Landsberg MC generators R.Chierici F. Stoeckli B physics J.Olsen P. Eerola I giovani post-doc e ricercatori italiani sono i migliori: gruppi da tutto il mondo (USA) li cercano espressamente !!

CMS - Torino ×18 Nei laboratori di Torino assemblaggio e test di importanti parti di CMS: ¼ spettrometro centrale per muoni (Drift Tubes) Tracker Inner Disks parte dell’elettronica di lettura di ECAL Enorme contributo: hardware (costruzione e commissioning) software e analisi

CMS Torino: le persone LEGENDA: INFN Università Precari Posizione in carriera Età media LEGENDA: professore ordinario/ 53 anni (eccezione!!) dirigente di ricerca INFN primi ricercatori/ 46 anni prof. associato Università ricercatori 37 anni Precari assegnisti 30 anni dottorandi 25 anni 30% donne, uniformemente distribuite nella piramide

La vita di un ricercatore ETA’ 5 anni Università 3 anni Dottorato: 1000 € (borsa di studio) 27 (→ 30) 6 (→10) anni Post-Doc contratti temporanei (1→4 anni) in Italia e/o all’estero Italia: 1350 € (contributi irrisori, liquidaz., tredicesima, anzianità, maternità) (post-doc al CERN >3000 €) UNIVERSITA’ concorso INFN 35 (→ 45) ricercatore ricercatore 1150 → 1500 € 1600 → 1800 € concorso (aperto) concorso 45 professore associato primo ricercatore 2000 → 3000 € 2200 → 2400 € concorso per titoli concorso per titoli dirigente di ricerca >50 professore ordinario 2600 → 3400 € 2600 → (3500 € con 14 anni di anzianità)

Le motivazioni per fare ricerca Se siete spinti dalla ricerca di “facili guadagni” consiglio vivamente carriere alternative!! Le motivazioni devono essere molto forti!! Ci vuole molta passione: si lavora molto (9-10h al giorno ) un lavoro molto vario (hardware, software, teoria, analisi dati) si lavora sempre in gruppo, collaborazioni nazionali e internazionali (grande arricchimento umano) si viaggia molto, è bene fare anche lunghi periodi all’estero sensazione di fare parte di uno sforzo comune utile per il futuro di tutti ogni giorno è una nuova sfida! “Mi chiamo Wolf, risolvo problemi” Pulp Fiction

Perchè la ricerca a Fisica funziona? Il nostro lavoro è completamente immerso in un ambiente internazionale automatico referaggio esterno di alto livello L’Università si deve interfacciare giornalmente con un istituto completamente dedicato alla ricerca: INFN Questa presentazione la potete trovare qui: http://personalpages.to.infn.it/~bolognes/bolognesi.ppt

La fisica delle particelle “in a nutshell” fermione bosone fermione L’interazione tra i fermioni avviene tramite lo scambio di bosoni responsabili delle diverse forze: caduta dei corpi, moto stellare… Il messaggero si pensa sia il gravitone Forza gravitazionale: corrente, magneti, atomi, chimica… Il suo messaggero è il fotone Forza elettromagnetica: Forza forte: tiene uniti i protoni e i neutroni nel nucleo anche se di carica uguale e tiene uniti i quark Il suo messaggero è il gluone Forza debole radioattività, attività solare … I suoi messaggeri sono i W e la Z