DM118 TRANSIZIONE - FISICA
- Analisi dati del decadimento del quark top nell’esperimento ATLAS al Large Hadron Collider
Ente finanziatore: PNRR
l progetto prevede l’utilizzo delle più moderne tecniche di analisi dati e machine learning per lo studio dei dati raccolti nelle collisioni tra particelle subatomiche al Large Hadron Collider del Consiglio Europeo per la Ricerca Nucleare (CERN) in Svizzera. L’esperimento raccoglie dati alla frequenza di 60 milioni di megabytes al secondo, equivalente a 5400 streaming simultanei di video 4K, ed è appena entrato in una nuova fase di presa dati tra il 2022 ed il 2025.
- Data analysis of top quark decay in the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider
The project involves the use of the most modern data analysis and machine learning techniques for the study of the data collected in the collisions between subatomic particles at the Large Hadron Collider of the European Council for Nuclear Research (CERN) in Switzerland. The experiment collects data at a rate of 60 million megabytes per second, equivalent to 5400 simultaneous streams of 4K video, and has just entered a new phase of data collection between 2022 and 2025.
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DM118 GENERICHE - FISICA
- Sviluppo di film sottili di ossidi metallici co-sputterati con perdite ridotte per esperimenti opto-meccanici di alta precisione
Ente finanziatore: PNRR
Il rumore termico meccanico e ottico è una fonte limitante di rumore in molti esperimenti opto-meccanici di alta precisione che coinvolgono cavità ottiche stabilizzate. La maggior parte della ricerca teorica e sperimentale in questo campo è stata guidata dalla fisica delle onde gravitazionali e dai rivelatori interferometrici. La banda di sensibilità a media frequenza, da pochi a centinaia di Hz, si è rivelata la più fruttuosa larghezza di banda dei segnali gravitazionali. Il rumore termico del rivestimento deriva dalle fluttuazioni della superficie dello specchio sotto le transizioni attivate termicamente tra le configurazioni di equilibrio della struttura nei rivestimenti. La sua ampiezza è legata alla quantità di attrito interno e sollecitazioni all'interno dei rivestimenti dielettrici multistrato. In questo quadro, è importante accelerare la loro indagine e ottimizzazione. L'obiettivo è sviluppare rivestimenti che soddisfino i requisiti di rumore termico, preservando le loro eccezionali proprietà ottiche allo stato dell'arte. In questo programma di ricerca, miscele di ossidi metallici (come TiO2-SiO2, TiO2-GeO2, Hf2O3, Zr2O3...) possono essere studiate come materiali alternativi. Il programma di dottorato sarà condotto in collaborazione con un'azienda che offre camere di deposizione adatte allo sputtering di ossidi amorfi, per addestrare il candidato all'ottimizzazione dei parametri di deposizione. I prototipi saranno caratterizzati dal punto di vista meccanico, ottico e strutturale ei parametri di deposizione saranno correlati alle proprietà macroscopiche e microscopiche.
- Development of co-sputtered metal oxide thin films with reduced losses for high precision opto-mechanical experiments
Mechanical and optical thermal noise is a limiting source of noise in many high precision opto-mechanical experiments that involve stabilized optical cavities. Most of the theoretical and experimental research in this field was driven by gravitational wave physics and interferometric detectors. The mid frequency sensitivity band, from few to hundreds Hz, has proven to be the most fruitful bandwidth of gravitational signals. Coating thermal noise arises from fluctuations of the mirror surface under thermally activated transitions between equilibrium configurations of structure in coatings. Its amplitude is linked to the amount of internal friction and stresses inside the multilayer dielectric coatings. In this framework, it is important to accelerate their investigation and optimization. The goal is to develop coatings that meet the thermal noise requirements, preserving their state-of-art outstanding optical properties. In this research program, mixture of metal oxides (such as TiO2-SiO2, TiO2-GeO2, Hf2O3, Zr2O3...) can be investigated as alternative materials. The PhD program will be conducted in collaboration with a company that offers deposition chambers suitable to sputter amorphous oxides, to train the candidate in optimization of deposition parameters. The prototype samples will be characterized from mechanical, optical and structural point of view and the deposition parameters will be correlated with macroscopic and microscopic properties.
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DM118 GENERICHE - FISICA
- Studio dell'origine della vita sulla Terra con tecniche (ottiche ed elettroniche) proprie della fisica delle superfici: deposizione controllata di amminoacidi su superfici solide.
Ente finanziatore: PNRR
Selezionati alcuni amminoacidi (AA) e alcune superfici di minerali presenti nelle rocce sulla terra primitiva, si intende studiare la condensazione di queste molecole sulle superfici, sia in vuoto sia in soluzione acquosa. In questo modo si affronta sia l’ideale sistema AA/superficie, in cui l’organizzazione molecolare è solo dettata dalle specifiche interazioni, sia un sistema in cui l’acqua può avere un ruolo, che si avvicina alla situazione verificatasi realmente. Lo scopo è quello di indagare meccanismi di auto-organizzazione molecolare sulle superfici e la possibilità che si stabiliscano legami peptidici, base della sintesi proteica.
Quello che caratterizza profondamente la proposta è l’utilizzo di tecniche sperimentali tipici della fisica delle superfici per studiare i sistemi aggregati in fase solida risultanti. Questo è l'aspetto più importante: che con un approccio tipico della fisica delle superfici, in laboratorio, sia possibile affrontare lo studio delle condizioni sotto cui la vita potrebbe essersi sviluppata.
- Study of the origin of life on Earth with techniques (optical and electronic) typical of surface physics: controlled deposition of amino acids on solid surfaces.
For a selection of amino-acids (AA) and surfaces of minerals present in the rocks on the primitive earth, we intend to study the condensation of these molecules on the surfaces, both in vacuum and in aqueous solution. In this way we face both the ideal AA/surface system, in which the molecular organization is only dictated by the specific interactions, and a system in which water can play a role, which approaches the situation that actually occurred. The aim is to investigate mechanisms of molecular self-organization on surfaces and the possibility of establishing peptide bonds, the basis of protein synthesis.
What deeply characterizes the proposal is the use of experimental techniques typical of surface physics to study the resulting solid-phase aggregate systems. This is the most important aspect: that with a typical approach to surface physics, in the laboratory, it is possible to tackle the study of the conditions under which life could have developed.
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ALTRI FINANZIAMENTI - FISICA
- Studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che governano le loro interazioni
Ente finanziatore: ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
Attività di ricerca, teorica o sperimentale, nei campi della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare.
- Study of the fundamental constituents of matter and of the laws that govern their interactions
Research activity, either theoretical or experimental, in the fields of subnuclear, nuclear and astroparticle physics.
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ALTRI FINANZIAMENTI - FISICA
- Studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che governano le loro interazioni
Ente finanziatore: ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
Attività di ricerca, teorica o sperimentale, nei campi della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare.
- Study of the fundamental constituents of matter and of the laws that govern their interactions
Research activity, either theoretical or experimental, in the fields of subnuclear, nuclear and astroparticle physics.
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ALTRI FINANZIAMENTI - FISICA
- Studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che governano le loro interazioni
Ente finanziatore: ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
Attività di ricerca, teorica o sperimentale, nei campi della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare.
- Study of the fundamental constituents of matter and of the laws that govern their interactions
Research activity, either theoretical or experimental, in the fields of subnuclear, nuclear and astroparticle physics.
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ALTRI FINANZIAMENTI - FISICA
- Studio degli eventi solari con la missione CSES/Limadou, Tecniche di machine-learning per esperimenti di astro-particelle
Ente finanziatore: AGENZIA SPAZIALE ITALIANA
- Study of solar events with the CSES/Limadou mission, Machine-learning techniques for astro-particle experiments
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ALTRI FINANZIAMENTI - FISICA
- Progettazione, realizzazione e analisi dati di un esperimento di fisiologia umana (HESIOD, finanziato da ASI) da svolgersi a bordo della stazione spaziale internazionale (ISS)
Ente finanziatore: INAIL
Gli astronauti sono esposti a condizioni prolungate (molti mesi) di microgravità dovute al fatto che il sistema di riferimento della stazione è in caduta libera nel campo gravitazionale terrestre. La microgravità ha diversi effetti avversi sulla fisiologia umana, ad esempio la ridotta calcificazione del tessuto osseo. Fra questi effetti avversi, l’incremento della pressione intracranica (ICP) è uno dei più pericolosi, costituendo un fattore di rischio gravissimo per la visione, e potrebbe limitare la possibilità di realizzare le missioni di lunga durata previste per l’esplorazione del Sistema Solare. I metodi attualmente utilizzati per misurare la ICP sono molto invasivi. L’esperimento proposto utilizza invece una tecnica non invasiva, originale e innovativa, che consente di effettuare misure di incremento di pressione intracranica attraverso misure di fase delle Emissioni Otoacustiche (OAE) degli astronauti. LE OAE sono segnali acustici prodotti nell’organo sensoriale uditivo, la coclea, e misurabili con un microfono sensibile e a basso rumore inserito all’interno del canale uditivo. La presenza di questi segnali è una diretta conseguenza di processi di amplificazione attiva e non lineare e di backscattering che avvengono nella coclea e sono predetti dalla meccanica cocleare, e la loro intensità è strettamente legata alla funzionalità di cellule specializzate che agiscono come attuatori elettromeccanici. La fase delle OAE è sensibile alle proprietà di trasmissione dell’orecchio medio, che sono modificate dall’aumento di ICP. La misura accurata delle Emissioni Otoacustiche richiede una catena di misura a basso rumore, tecniche raffinate di analisi dei segnali e di calibrazione degli stimoli. Il lavoro di tesi proposto prevede la partecipazione allo sviluppo di modelli teorici del sistema uditivo, del sistema di acquisizione, l’acquisizione dei dati sugli astronauti (pre e post flight e durante il volo), e l’analisi dei dati. L’esperienza prevede acquisizione di competenze nel campo della modellizzazione multi-fisica del recettore uditivo, nel campo dello sviluppo di sistemi di acquisizione e nel campo delle tecniche avanzate di analisi dei segnali. Il lavoro si svolgerà presso il laboratorio di Acustica Fisiologica del Prof. A. Moleti al Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma Tor Vergata (UTV) e presso Laboratori INAIL d Monteporzio Catone. La borsa sarà erogata da INAIL. I relatori saranno per INAIL la dott.ssa R. Sisto, e per il Dip. di Fisica dell’UTV il prof. A. Moleti. Questo studio sarà svolto in collaborazione con un gruppo Internazionale costituito da ricercatori della Northwestern University e della University of Southern California USC, ASI, ESA, NASA e aziende specializzate nel campo aerospaziale.
- Design, development and data analysis of a human physiology experiment (HESIOD project, funded by ASI) to be performed on board the International Space Station (ISS)
ISS Astronauts are exposed to prolonged (several months) microgravity conditions, due to the fact that the station reference frame is free falling in the terrestrial gravitational field. Microgravity affects the human physiology in several ways, e.g., by decreasing the calcification of bone tissues. Among these effects, the intracranial pressure (ICP) increase is one of the most dangerous, being a serious risk factor for the human vision, and could limit the possibility of the long-duration missions that are foreseen for the exploration of the Solar System. The methods currently available for measuring ICP are very invasive. The proposed experiment exploits a non invasive, original, and innovative technique, which permits to detect changes of the ICP by measuring changes of the phase of the optoacoustic emissions (OAEs) of the astronauts. OAEs are acoustic signals generated in the hearing sensory organ, the cochlea, and measured by a low-noise sensitive microphone inserted in the ear canal. The OAE presence is a by-product of the active amplification and backscattering processes that take place in the cochlea as predicted by cochlear mechanics, and their intensity is strictly related to the functionality of specialized cells that act as electromechanical actuators. The OAE phase is dependent on the transmission properties of the middle ear, which are affected by increased ICP. Accurate OAE measurements require developing a low-noise measurement chain, advanced signal analysis and stimulus calibration techniques. The proposed PhD thesis work involves participation in the development of theoretical models of hearing, of acquisition and analysis systems, data collection of the ISS astronauts pre-, post- and during flight, and data analysis. This research experience will imply the acquisition of skills in multi-physics modeling, in data acquisition design and advanced signal analysis techniques. The work will be conducted in the Physiological Acoustics Laboratory of Prof. Moleti at the Physics Department of the University of Roma Tor Vergata, and at the INAIL Research laboratories, Monte Porzio Catone. The grant is funded by INAIL. The supervisors will be Dr. Renata Sisto, INAIL, and Arturo Moleti, Phys. Dept., UTV. This study will involve collaboration with an international group including researchers from the Northwestern University and the University of Southern California, ASI, ESA, NASA, and aerospace companies.
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Il candidato sceglierà una tematica in fase di presentazione della candidatura on line
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