Fisica del Charm
Il nostro gruppo è sempre stato pesantemente coinvolto nella studio della fisica del charm, anche ricoprendo ruoli di coordinamento all’interno della collaborazione LHCb. Al moment ci stiamo focalizzando su importanti misure che coinvolgono decadimenti estremamente rari del mesone D neutro in due adroni e due leptoni. Questi decadimenti sono diventati di grande interesse come possibili vie per la scoperta della violazione della simmetria CP nel settore charm e di nuova fisica in generale. Grazie alle capacità del rivelatore LHCb, siamo in grado di misurarne la probabilità di decadimento ed effettuare le prime analisi angolari.
Fisica degli ioni pesanti
Pur essendo ottimizzato per la fisica del beauty e del charm, da qualche anno LHCb studia con successo anche la fisica degli ioni pesanti acquisendo eventi di collisioni protone-piombo e piombo-piombo all’LHC per un mese all’anno. In aggiunta, LHCb può avere una specifica configurazione a bersaglio fisso grazie alla sua capacità di iniettare gas nobili nella regione di interazione e studiare le collisioni tra fasci di protoni o ioni e i gas. A Cagliari abbiamo aperto la strada a queste misure grazie un grant europeo (ERC) che ci permette di essere direttamente coinvolti nella preparazione, acquisizione e analisi dei dati ottenuti in queste configurazioni. In particolare, siamo coinvolti nella fisica delle collisioni periferiche e ultra-periferiche in piombo-piombo, nella fisica dei quarkonia e nella produzione di open charm e beauty in collisioni protone-piombo. Infine, studiamo i futuri sviluppi del rivelatore LHCb dopo il 2024.
Violazione della simmetria CP nei mesoni B
Recentemente il gruppo di Cagliari si è arricchito con un nuovo filone di ricerca, in cui ricopre anche ruoli di coordinazione, volto allo studio della violazione della simmetria CP nel settore del beauty. In modo particolare siamo impegnati nell’analisi dei decadimenti di mesoni B con risonanze cosiddette di quarkonia nello stato finale e nello studio delle proprietá di questi mesoni, con particolare attenzione alla determinazione dei loro tempi di decadimento. Grazie all’estrema precisione del rivelatore di vertice di LHCb siamo in grado di effettuare le misure piú precise al mondo in questo settore, mettendo limiti stringenti a possibili effetti di Nuova Fisica.
Rivelatore di muoni
Storicamente, il gruppo di Cagliari ha una presenza importante sullo sviluppo e manutenzione del rivelatore per muoni, in particolare:
- Detector per la regione interna del rivelatore di muoni con un flusso di particelle estremamente alto (500kHz/cm2). Dopo un R&D approfondito, un sistema di camere a tripla Gas Electro Multiplier (GEM) con pad readout e’ stato proposto, progettato e costruito, e ha operato con successo negli ultimi anni.
- La progettazione e la produzione di componenti di elettronica integrata per il sistema di front-end dell’intero rivelatore di muoni (122k canali). due circuiti integrati (DIALOG e SYNC) sono stati progettati e costruiti nel nostro laboratorio di elettronica. L’impegno di R&D sul sistema per muoni continua tuttora in vista della fase di Upgrade di LHCb che inizierà a raccogliere dati nel 2021.