Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino1 Attività di formazione e ricerca Prospettive UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA SCUOLA DI DOTTORATO IN FISICA CICLO.

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1 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino1 Attività di formazione e ricerca Prospettive UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA SCUOLA DI DOTTORATO IN FISICA CICLO XXVI Dottorando: Andrea Gozzelino (matricola 1017719) Supervisore: prof. Ugo Gasparini Co supervisore: dott. Stefano Lacaprara Co supervisore: dott. Gaetano Maron

2 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino2 SOMMARIO  Formazione: corsi, scuole, conferenze, presentazioni  Attività ai LNL e tutoring  Ricerca: esperimento CMS * attività sperimentale al CERN * analisi dati  Programmazione attività anno 2013

3 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino3 FORMAZIONE: corsi CORSIINSEGNANTISEDEPERIODOOREESAME ESITO Fisica del modello standard e di nuova fisica alla scala elettrodebole Passera | Masiero | TorassaPadova 24 marzo - 19 aprile 20 orale 8 giugno 2011 ok Fisica delle alte energie Grafstom | Galli | Marcellini | Villa | Scapparone Bologna 3 maggio - 6 giugno 33 scritto 8 luglio 2011 ok Oscillazioni dei neutrini da acceleratori e reattori Dolgov | Mezzetto | Patrizii | Mantovani Ferrara 23 maggio - 11 luglio 30 seminario orale 18 agosto 2011 ok Reazioni nucleari con ioni pesantiVitturi | ScarlassaraLNL4-7 luglio20seminario orale--- Struttura nucleare con strumentazione gamma avanzata Ur | FarneaLNL 24-25-26 ottobre 2-3-4 novembre 20 seminario orale 30 novembre 2011 ok  5 corsi frequentati = 123 ore di lezione nel 2011  4 esami sostenuti con esito positivo nel 2011 Anno 2011

4 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino4 FORMAZIONE: scuole e conferenze TITOLOSEDEPERIODOORE CMS Data Analysis School [con presentazione finale]Pisa23 – 27 gennaio 201245 Incontri della fisica delle alte energie [poster]Ferrara11-12-13 aprile 201227 Seminario ai LNLLNL10 maggio 20121 LHC Days in Split [plenary talk]Spalato1 - 6 ottobre 201236 Laboratorio di fisica 2 per ingegneria Padova novembre-dicembre 2011 gennaio 2012 24 Laboratorio di fisica 1 per ingegneriaPadovamaggio – giugno 201224 Attività didattica di supporto Anno 2012

5 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino5 Presentazioni e seminari  IFAE 2012 a Ferrara [poster e proceeding] dal titolo ‘Low mass Higgs boson searches in bb or tau tau channels at CMS’ – proceeding pubblicato su Nuovo Cimento C  Articolo su Annual Report 2011 dei LNL dal titolo ‘Low Mass Higgs Boson Search at Compact Muon Solenoid Experiment’  Seminario ai LNL dal titolo ‘CMS experiment: physics and computing’  LHC Days in Split [plenary talk] dal titolo ‘Neutrino at LHC – CMS results’ Anno 2012

6 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino6 INFN LNL  Guida per le visite ai Laboratori Nazionali di Legnaro (5 servizi nel 2012);  Tutor per “Masterclass 2012” a Padova  Guida a ‘Sperimentando 2012’ per il settore di fisica  Tutor collaboratore per ‘stage 2012’ con ragazzi di quarta superiore nel tema C ‘Informatica per la fisica’  Notte della ricerca 2012 : stand dei LNL  Collaborazione per la gestione del Tier2 centro di calcolo

7 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino7 Attività di ricerca: esperimento CMS a LHC Compact Muon Solenoid (CMS) Geometria puntante | Forma cilindrica Lunghezza 28.7 m | Diametro 15 m | Peso 14000 t Campo magnetico 3.8 T Rivelatori disposti a cipolla Risoluzione su impulso trasverso dei muoni < 6% Efficienza di identificazione muoni > 95% AMBITO: Fisica sperimentale delle alte energie | Fisica delle particelle Centro Europeo Ricerca Nucleare (CERN) Laboratorio internazionale sito tra Svizzera e Francia Collisore adronico LHC Circonferenza anello 27 km 4 punti di interazione per esperimenti

8 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino8 Large Hadron Collider (LHC) Collisioni protone-protone [Pb-Pb, p-Pb] Energia nel centro di massa 8 TeV Intervallo di tempo tra pacchetti 50 ns Pileup medio 25 Picco di luminosità istantanea 7.56*10 33 cm -2 s -1 Luminosità integrata raccolta (CMS) > 18 fb -1 Efficienza (CMS) > 93 % Periodo di run marzo 2012 – febbraio 2013

9 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino9 Event display primo evento di collisione pp nel 2012

10 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino10 Identificazione di particelle in CMS Neutrini ‘misurati’ attraverso l’energia trasversa mancante (E t miss ) nei calorimetri Alta resistenza alla radiazione: > 10 anni di operazione

11 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino11 Candidato evento μμjj Oggetti di fisica in CMS – Event display Candidato evento eejj

12 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino12 Central Data AcQuisition shifter è titolare della presa dati nella sala di controllo. Shift centrali in sala di controllo di 8 h Abilitazione tramite una giornata di tutorial un test scritto Terzo anno di esperienza 9 blocchi di turni (punti = 41.25) Attività sperimentale al CERN (I)  Selezionare le chiavi di presa dati  Selezionare la sorgente del clock  Rivelatori in presa dati  Flusso di dati selezionati dal trigger  Immagazzinamento dei dati

13 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino13 Attività sperimentale al CERN (II) Shift di reperibilità 24h su 24h Abilitazione tramite una giornata di tutorial e un test scritto 4 settimane di turno (28 giorni in totale = 28 punti) 1 settimana da svolgere nel gennaio 2013 Drift Tube Detector On Call expert è responsabile della gestione del rivelatore nelle fasi di presa dati e di test  Manutenzione hardware  Controllo tensioni HV, LV  Controllo elettronica  Gestione test in locale  Relazione quotidiana su stato delle DT

14 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino14 Attività di mantenimento codice Responsabile del codice di emulazione del trigger di livello 1 delle camere a deriva (DT) Validazione delle modifiche del codice; Procedura di pubblicazione del codice; Verifica del funzionamento del codice dopo il rilascio in produzione; Aggiornamento del gruppo di lavoro sullo stato delle attività.

15 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino15 Programma di fisica per CMS Collisioni protone – protone Studio proprietà del bosone scoperto Misure di precisione sul quark top Fisica del sapore con quark bottom Ricerca di nuova fisica Collisioni ione – ione e protone – ione Studio del Quark Gluon Plasma Soppressione delle risonanze 8 TeV

16 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino16 Programma di fisica per CMS: EXOTICA Asse x: scala di massa indagata da ciascuna analisi (limiti) [TeV]

17 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino17 CMS risultati in EXOTICA

18 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino18 Seesaw type III: teoria I neutrini oscillano, sono mescolati e hanno massa. Si tratta di un’evidenza per fisica oltre il modello standard. Il modello dell’altalena, inserito nell’ambito di simmetria sinistra-destra, fornisce una possibile spiegazione per il valore della massa dei neutrini ordinari. Nel tipo III, è coinvolto un tripletto fermionico (Σ). Catena: pp  Σ 0 Σ +  l ± W ± W + ν poi W decade l + ν l Gli esperimenti a LHC NON possono studiare i parametri dei neutrini, MA indagano i modelli BSM che forniscono possibili spiegazioni per la massa dei neutrini.

19 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino19 Seesaw type III: analisi Segnatura: tre leptoni isolati e carichi e energia trasversa mancante E t miss Catena: pp  Σ 0 Σ +  l ± W ± W + ν poi W decade l + ν l Nota: almeno un elemento di matrice di mescolamento tra leptoni pesanti e leggeri V α > 10 -6 Trigger: di-leptoni (due μ oppure due e oppure eμ) Fondi:WZ, ZZ, WWW, Zγ, Wγ, Zγ*, Wγ*, ttbar, non-prompt leptons, γ conversione Selezioni: * 3 leptoni isolati carichi dallo stesso vertice primario * Somma delle cariche dei leptoni = +1 * E T miss > 30 GeV * Impulso trasverso p T > 18, 15, 10 GeV * H T 30 GeV) Richiesta addizionale: 82 < m l+l- < 102 GeV 6 canali

20 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino20 Seesaw type III: fondi e incertezze Incertezze: selezione del trigger, ricostruzione degli oggetti di fisica, identificazione dei leptoni, normalizzazione dei fondi, luminosità integrata

21 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino21 Seesaw type III: fondo da eventi VV oVVV Il fondo irriducibile con più di due leptoni è dominato dalla produzione SM WZ, ma include anche ZZ ed eventi da tre bosoni. * di-bosoni WZ che decadono ambedue in leptoni * di-bosoni ZZ che decadono leptonicamente con un leptone non rivelato o ricostruito I fondi VV sono valutati usando simulazioni MonteCarlo in PYTHIA con calcoli al next-to- leading-order. Tri-bosoni (dominati da WWW) hanno impatto minore rispetto alle altre sorgenti di fondo e sono generati con MADGRAPH 5. La chiave degli studi di segnali di nuova fisica con conteggi limitati è la comprensione dettagliata dei fondi. PLB referee: In particular, the authors present a detailed explanation of the background modeling (the most important aspect of an analysis such as this one) used for this analysis.

22 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino22 Seesaw type III: cards Lumi = incertezza sulla luminosità integrata Effs = incertezza sistematica totale su efficienza di segnale EffX = incertezza statistica Bkg1 = somma in quadratura di efficienza di segnale, fondo e normalizzazione [fondi irridubili] BkgXd = somma in quadratura errori di fakes, Dalitz e sistematico al 50% [fondi riducibili] Observation = dati sperimentali Rate = segnale atteso FDS Massa = 180 GeV

23 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino23 Seesaw type III: risultati FDS μSeS Nessun eccesso di eventi è stato osservato nei dati 2011 rispetto alle attese del modello standard. Si calcolano i limiti sulla sezione d’urto di produzione e sulla massa, combinando i sei canali.

24 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino24 Seesaw type III: limiti La combinazione di tutti e sei i canali è ottenuta dalla moltiplicazione delle funzioni di verosimiglianza di ciascuno di essi. Si imposta il limite superiore al 95 % di livello di confidenza sul prodotto della sezione d’urto Σ + Σ 0 e il rapporto di decadimento in tre leptoni negli stati finali, in funzione della massa M Σ. Linea tratteggiata = limite atteso ottenuto da pseudo-esperimenti MC; è basata sul criterio CL Banda gialla = 1 deviazione standard su limite atteso (riflette incertezze su contributo SM) Banda verde = 2 deviazioni standard su limite atteso (riflette incertezze su contributo SM) Asterisco = limite osservato (dati) calcolato con approccio frequentista Punto = limite osservato (dati) calcolato con approccio bayesiano Linea solida = predizione al LO di seesaw tipo III Pacchetto CombinedLimit = metodo statistico standard per calcolare i limiti combinati negli esperimenti di conteggio https://twiki.cern.ch/twiki/bin/viewauth/CMS/CombinedLimit#CombinedLimit_combined_counting

25 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino25 Physics Analysis Summary pubblico su CDS (CMS-PAS-EXO-11-073) https://cdsweb.cern.ch/record/1470586?ln=it PAPER accettato per la pubblicazione su Physics Letter B http://arxiv.org/abs/arXiv:1210.1797 Seesaw type III: pubblicazione

26 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino26 Proposta di ricerca anno 2013 Seesaw tipo III: studio di eventi Σ + Σ 0 e Σ - Σ 0 con dati 2012 Trigger disponibile nei menu di presa dati 2012 Punti di massa scelti in base ai limiti imposti Richiesta produzione MC di segnale approntata Produzione MC segnale in locale in corso Interesse da parte della comunità dei teorici e della collaborazione CMS (ricerche su seesaw tipo II sono già state svolte su dati 2012) Interesse di CMS Padova  lavoro di gruppo EXO: Additional requests from EXO on the following physics are coming: ALTRE POSSIBILI IPOTESI DI ATTIVITA’: Canali di ricerca relativi al bosone di Higgs modello standard ttH, H  ττ, …………… Analisi dati nel settore EXOTICA

27 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino27 Prospettive anno 2013 TEMPO 90% del tempo su esperimento CMS gruppo I Padova/LNL 10% del tempo su esperimento COKA gruppo V LNL  10% del tempo in trasferta al CERN  Partecipazione alla selezione per simil fellow dal luglio 2013 MANSIONI e ATTIVITA’ SPERIMENTALI  Didattica di supporto per corsi di ‘laboratorio di fisica’ alla facoltà di ingegneria (50 ore);  Guida per le visite ai LNL;  Co tutore per stage di studenti di quarta superiore presso LNL;  Attività di collaborazione alla gestione del Tier2 dei LNL;  Turni di presa dati (1 settimana DT DOC a gennaio 2013);  Eventuali attività legate alla fase long shutdown 1 (anni 2013 – 2014). FORMAZIONE 1 scuola Ciclo di seminari in dipartimento CONFERENZE 1 talk a conferenza internazionale 1 talk a conferenza nazionale 1 poster (eventuale)

28 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino28 CMS P5 – luglio 2006 CMS P5 – luglio 2008 GRAZIEGRAZIE

29 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino29 Back up slides

30 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino30 TEMA di RICERCA indicato provvisoriamente a inizio del ciclo XXVI Studio della produzione incoerente di coppie di bosoni vettori WW e WZ a LHC Attività di ricerca scientifica

31 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino31

32 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino32

33 Padova, 8 novembre 2012Andrea Gozzelino33