Attività passate

MACRO

MACRO era un esperimento di grande area localizzato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso vicino L'Aquila. I suoi scopi principali erano la ricerca di monopoli magnetici nella radiazione cosmica, lo studio dei raggi cosmici attraverso la misura dei muoni sotterranei, la rilevazione di neutrini prodotti dal collasso gravitazionale di una stella, la ricerca di sorgenti astronomiche di neutrini di altissima energia, lo studio delle oscillazioni del neutrino, la ricerca di particelle esotiche (Strange Quark Matter, cariche frazionarie).

Durante la mia tesi di laurea, nel 1990-1991, mi sono occupato dello studio dei muoni sotterranei e dei modelli di composizione dei raggi cosmici primari. In particolare mi sono dedicato allo sviluppo di programmi di simulazione che consentissero di confrontare le previsioni di diversi modelli di composizione con i dati sperimentali.

Durante la mia tesi di dottorato, dal 1992 al 1994, e in seguito fino alla chiusura dell'esperimento (avvenuta nel Dicembre del 2000) mi sono occupato invece della ricerca di monopoli magnetici previsti dalle Teorie di Grande Unificazione, e di un loro possibile meccanismo di interazione con la materia in grado di provocare il decadimento del nucleone. Anche in questo caso il mio lavoro di ricerca verteva principalmente sullo sviluppo di programmi di simulazione, sia del processo fisico, mediante una dettagliata descrizione del processo di decadimento, sia del rivelatore e in particolare dei tubi a streamer limitato e della relativa elettronica di acquisizione. Mi sono dedicato inoltre alla analisi dei dati reali, sviluppando una tecnica di analisi mirata alla rilevazione di un evento di decadimento del nucleone provocato dal passaggio di un monopolo magnetico. I limiti superiori al flusso di monopoli ottenuti con questa analisi costituiscono il risultato della tesi di dottorato, e i successivi aggiornamenti e miglioramenti sono stati presentati in diverse conferenze internazionali a nome della Collaborazione MACRO.

NA50

NA50 era un esperimento dedicato allo studio delle interazioni di ioni pesanti localizzato presso l' Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (CERN) vicino Ginevra. Il suo scopo principale era la misura del numero e delle caratteristiche della particella J/Psi prodotta nelle interazioni Piombo-Piombo. L'esperimento era di tipo "a bersaglio fisso": un fascio di ioni Pb prodotti dall'acceleratore SPS investiva una sottile lastra di Pb posta immediatamente prima del rivelatore. Nonostante il rivelatore abbia cessato di prendere dati nel 2001, l'analisi dei dati raccolti è proseguita per un certo tempo.

Ho iniziato la mia attività di ricerca nell'ambito della Collaborazione NA50 nel 1996, all'interno del gruppo di Torino che si occupava del Rivelatore di Molteplicità. Uno dei primi lavori è stato lo sviluppo di un driver in ambiente Linux per poter guidare una scheda CAEN A303. Questa scheda ha permesso di interfacciare un alimentatore per alte e basse tensioni, localizzato nei pressi del rivelatore a circa 80 metri di profondità, un con PC situato nella sala di controllo in superficie. L'aver messo a punto un driver per Linux mi ha permesso il successivo sviluppo di un programma di monitoraggio che potesse essere utilizzato anche da remoto: ciò consentiva un controllo delle tensioni di alimentazione del Rivelatore di Molteplicità anche a utenti collegati da Torino e non fisicamente presenti in sala conteggi (come invece avveniva col vecchio programma in DOS).

In seguito ho partecipato all'analisi dei dati raccolti mediante il Rivelatore di Molteplicità per cercare di identificare quello stato particolare della materia noto come Plasma di Quark e Gluoni (Quark-Gluon Plasma), e questo mediante la misura della soppressione nella produzione della particella J/Psi (è possibile trovare qui una introduzione all'argomento). In particolare mi sono occupato di programmi di simulazione di questo rivelatore, per adattarli alle diverse configurazioni della presa dati. Inoltre mi sono interessato alla simulazione del Calorimetro Elettromagnetico, posto a valle del Rivelatore di Molteplicità, i cui dati sono stati essenziali per la misura di eventuali asimmetrie nel flusso di particelle.

GPCALMA

Il progetto GPCALMA (Grid Platform for CALMA) si proponeva di sviluppare il software necessario ad analizzare un database distribuito di immagini mammografiche digitali minimizzando il trasferimento di dati grazie all'uso della tecnologia software sviluppata dai grandi esperimenti di fisica delle particelle. Il precedente progetto CALMA (Computer Assisted Library in MAmmography) aveva messo a punto una stazione per la digitalizzazione, la refertazione e l'archiviazione delle immagini mammografiche, implementando pure un software di analisi automatica, basato su reti neurali, che consentiva la rilevazione di lesioni massive e di microcalcificazioni. La raccolta dati in questo caso è intrinsecamente distribuita, e le attuali disponibilità di reti telematiche fra ospedali non consentono un approccio centralizzato. Lo sviluppo di infrastrutture di calcolo distribuito da parte dei grandi esperimenti di fisica delle alte energie trova una interessante applicazione in questo ambito.

All'interno di questo progetto ho collaborato con colleghi di Alessandria, di Torino e di Cuba per l'applicazione del software messo a punto all'interno dell'esperimento ALICE, e in particolare di ROOT, PROOF e AliEn. Lo scopo era la realizzazione di un meta-catalogo di immagini mammografiche e della possibilità di analizzarle a distanza sia per consentire ad un medico di ottenere un "consulto a distanza" con un collega, sia per mettere a disposizione di studenti e ricercatori in Medicina una vasta "libreria" di immagini mammografiche.

Attività presenti

ALICE

ALICE è un rivelatore di urti fra ioni all'LHC, il Grande Collisore per Adroni (Large Hadron Collider) al CERN di Ginevra.

Nell'ambito di questa Collaborazione, attualmente mi occupo di svariati argomenti. Uno è lo studio di muoni da raggi cosmici con i rivelatori di Alice, allo scopo di determinarne con grande precisione le caratteristiche (quali impulso, rapporto fra muoni positivi e negativi, eccetera). Al momento io e alcuni colleghi di Torino e dell'Università di Puebla (Messico) abbiamo sviluppato analisi e simulazioni, che ci hanno permesso di analizzare i dati racolti finora e che hanno portato alla pubblicazione di un articolo su rivista internazionale. Queste analisi saranno applicate anche ai dati che saranno raccolti nei periodi futuri.

Il secondo argomento di ricerca si svolge nell'ambito del progetto GRID, che ha lo scopo di creare reti di calcolatori atti a gestire l'enorme mole di dati che saranno raccolti dagli esperimenti di LHC. Analoghi problemi sono tuttavia presenti anche in altri ambiti di ricerca, come la Meteorologia (e in genere l'osservazione della Terra da satellite), le Scienze Biomediche, e altri campi di ricerca nei quali diventa necessario stoccare e analizzare grandi quantità di dati. Nessun centro di ricerca è o sarà in grado di farlo da solo, e per questo si devono trovare strumenti di calcolo innovativi. Io in particolare mi sto occupando della gestione di una farm di calcolatori, composta attualmente di quattro server, circa 40 client e alcuni disk server, usata per la produzione di eventi simulati. Inizialmente è stato utilizzato il software AliEn come gestore centrale; ora invece è utilizzato solo localmente (lo stato corrente della farm può essere controllato qui).

Il sottoscritto è anche responsabile della gestione della geometria del Sistema di Tracciamento Interno (ITS) all'interno del gruppo Offline (che si occupa dello sviluppo del programma di simulazione e analisi dati dell'esperimento). Io coordino il gruppo di lavoro che sviluppa la descrizione dell'ITS, e si occupa personalmente del Rivelatore a Deriva (Silicon Drift Detector, SDD). Attualmente poi sono membro del gruppo di lavoro che, in collaborazione con i responsabili dei rivelatori in avanti, si occupa di mettere a fuoco le differenze fra dati reali e simulati legate a dicrepanze nella descrizione dei rivelatori più interni.

Come ampliamento di questo lavoro, dall'inizio del 2011 faccio anche parte del gruppo di lavoro che progetta un nuovo Sistema di Tracciamento Interno (ITS Upgrade). Infatti è in programma la sostituzione dell'attuale ITS con una sua versione migliorata e con più alte prestazioni. Il sottoscritto, oltre a sviluppare personalmente del codice, ha coordinato le attività del gruppo di descrizione della geometria. Attualmente sono il responsabile del codice della geometria e coordina le attività di quei membri del gruppo di lavoro che si occupano della effettiva scrittura del codice.

Infine mi occupo anche della acquisizione dati per il sottorivelatore SDD, in qualità di Subsystem Run Coordinator. Per questo nel 2008 e 2009 ho trascorso un periodo di 6 mesi presso il CERN, per coordinare il lavoro di revisione del rivelatore e di test dei sistemi di acquisizione e controllo online durante la presa dati, anche come turnista on-call per interventi urgenti in caso di malfunzionamenti del sottorivelatore. Negli anni successi ho trascorso altri periodi più o meno lunghi (l'ultimo da luglio a settembre del 2014) presso i Laboratori del CERN. Partecipo anche come turnista generale in sala controllo durante i periodi di presa dati.

Ultimo Aggiornamento: 04 Feb 2015 - (C) Mario Sitta, Alessandria, Italy