Partecipanti

Dipartimento di Fisica Teorica - Università degli Studi di Torino

via P. Giuria, 1 - 10125 Torino - Italy

Politecnico di Torino - Dipartimento di Fisica

Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino - Italy

Attività di ricerca

L'attività di ricerca si articola su diversi argomenti 

• High-energy QCD e saturazione: L'idea di saturazione partonica nell'ambito del modello "color glass condensate", cioe` l'instaurazione di fenomeni collettivi in un sistema governato da interazioni forti, e` stata applicata al calcolo della molteplicita` di particelle cariche prodotte in urti nucleo-nucleo ad  alte energie e della loro distribuzione in rapidita` e centralita` della collisione. Il confronto con i dati sperimentali di RHIC (Brookhaven) per collisioni Au-Au e D-Au a diverse energie ha dato risultati soddisfacenti.  Recentemente lo stesso modello e` stato utilizzato per prevedere i risultati sperimentali  di urti tra nuclei di piombo ad  energie molto maggiori (LHC).

• Quarkonia in un mezzo deconfinato: Nelle collisioni di nuclei pesanti ad alta energia, nei processi hard che avvengono a livello partonico negli istanti iniziali, vengono prodotte anche un piccolo numero di coppie di quark-antiquark pesanti. Nell'attraversare un mezzo denso come il QGP il potenziale cui questi sono soggetti risulta schermato (Debye screening). Matsui e Satz proposero quindi che una soppressione della produzione della J/Psi (stato legato di un quark c col suo antiquark) poteva costituire un chiaro indizio della formazione del QGP. E' possibile rendere queste argomentazioni piu' quantitative? Che informazione di puo' estrarre dai calcoli delle energie libere di coppie di quark pesanti in lattice-QCD? E' possibile da questa interpretare i dati relativi alle funzioni spettrali mesoniche? Che informazione si perde in simulazioni fatte a tempi immaginari? Questi sono alcuni degli argomenti oggetto di ricerca.

• Mesoni leggeri in un mezzo deconfinato: In QCD la transizione alla fase deconfinata coincide con il ripristino della simmetria chirale, normalmente rotta a densita' di energia ordinarie (infatti mesoni scalari/pseudoscalari e vettoriali/pseudovettoriali hanno masse diverse). Risulta quindi di interesse studiare il comportamento dei pioni (pseudoscalari) e del mesone sigma (scalare) o di altre coppie di parters chirali al variare della temperatura e della densità barionica intorno alla transizione di fase. Per esempio si trova che le funzioni spettrali di questi mesoni sopra T_c diventano degeneri e presentano un picco, indice di uno stato fortemente correlato, che sopravvive fino a temperature leggermente maggiori di T_c. Questi studi sono condotti con una lagrangiana efficace detta di PNJL, che consente di descrivere in modo semplice le due transizioni di fase (di deconfinamento e chirale).
  Per temperature significativamente maggiori della transizione di fase lo studio di correlazioni mesoniche viene invece condotto a partire dalla lagrangiana di QCD in approssimazione di HTL. Sono state valutate funzioni di correlazioni mesoniche a impulso zero e finito, correlatori spaziali e masse di screening (che consentono un confronto con i dati di lattice-QCD).

• Viscosità e coefficienti di trasporto: Nelle collisioni ultrarelativistiche fra due ioni pesanti si verifica un fenomeno nuovo rispetto alle collisioni tra due adroni: il sistema delle particelle prodotte mostra un'espansione collettiva che, sorprendentemente, e' ben descritta da modelli in cui le particelle vengono emesse da un fluido con viscosita' praticamente nulla. Tuttavia questa indicazione contrasta con la descrizione, supportata dai calcoli di QCD su reticolo, del QGP come un gas ideale di quasiparticelle e, quindi, come un fluido altamente viscoso. Per fare luce su questa apparente contraddizione, attualmente molto dibattuta, ci stiamo occupando del calcolo della viscosita' nel QGP.

• Statistiche non estensive: Per studiare processi fisici anomali in urti di ioni pesanti relativistici consideriamo metodi basati su una statistica generalizzata, che descrive sistemi a molti corpi non lineari. Si cerca un collegamento (microscopico) tra interazioni a lungo range e/o effetti di memoria nel sistema e le inconsuete caratteristiche della statistica non-estensiva di Tsallis. Sviluppi futuri includeranno l'analisi dei dati di RHIC e di LHC sugli spettri in funzione del momento trasverso, in vari intervalli di rapidita'.

• Materia adronica densa e applicazioni astrofisiche: Nell'ambito di una teoria di many-body che fa uso dello sviluppo in loop bosonici (BLE) stiamo investigando le proprieta' statiche della materia nucleare, per il momento a temperatura zero e densita' finita. La ricerca utilizza un metodo funzionale e una Lagrangiana di interazione basata sul modello di quantum hadrodynamics (QHD) di Walecka. Lo schema di approssimazione e' stato esteso fino all'ordine di 2 loops. Sviluppi futuri comprendono l'estensione del modello a includere altri mesoni e barioni (inclusi quelli con stranezza) e lo studio, in tale ambito, di materia iperonica e di stelle di neutroni ad alta densita'.

Scuole

Oltre ad una intensa attività di ricerca il nostro gruppo organizza da alcuni anni un'importante scuola internazionale rivolta a giovani dottorandi e ricercatori  

ormai giunta alla quarta edizione. 

International School on QGP and Heavy Ions Collisions

Pubblicazioni

Le nostre pubblicazioni (courtesy of SLAC's HEP-Spires service).