Curriculum scientifico prof . Maria Teresa Muciaccia

Curriculum scientifico prof . Maria Teresa Muciaccia
Maria Teresa Muciaccia fin dall'inizio della sua attivita' svolge ricerca nell'ambito della Fisica
Nucleare delle Alte Energie.
E' professore ordinario di Fisica Generale presso la Facoltà di Scienze dell'Università di Bari,
responsabile da molti anni di un gruppo di ricerca sperimentale finanziato dall'INFN. Attualmente,
come Responsabile Nazionale dell'esperimento OPERA, cura il coordinamento dei nove gruppi
italiani che partecipano all'esperimento nell'ambito di una grande collaborazione internazionale
europea e giapponese.
Da parecchi anni e' Coordinatore del Dottorato di Ricerca in Fisica dell'Universita' di Bari, ora
diventato Scuola di Dottorato in Fisica.
E' coautrice di oltre un centinaio di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.
I principali esperimenti cui ha partecipato, svolti nell'ambito di collaborazioni internazionali e
realizzati al CERN, hanno fatto generalmente uso di tecniche visuali:
- Esperimenti per lo studio delle interazioni forti con ricerca e classificazione di nuove
particelle elementari. Questa serie di esperimenti ha fatto uso della camera a bolle 2m del CERN e
di fasci di pioni di energie intorno ai 10 GeV. Il gruppo di Bari, in cui la prof. Muciaccia allora
operava, ha svolto in sede una ampia attivita' di misura delle interazioni prodotte e di analisi di
canali esclusivi. I risultati ottenuti sono di notevole interesse nell'ambito delle problematiche di tipo
spettroscopico sviluppate in quegli anni, fra i piu' interessanti prodotti a Bari la determinazione
dello spin-parità della f0 e della B-.
- Esperimenti per lo studio delle interazioni deboli con studio e misura di interazioni da
neutrini. Questa serie di esperimenti realizzati con le camere a bolle giganti Gargamelle e BEBC
del CERN, facendo uso di fasci di neutrini e antineutrini alle energie dapprima del PS e quindi
dell'SPS, sono stati fra i piu' interessanti per la Fisica delle Alte Energie degli anni '70. Dopo la
scoperta delle correnti neutre nel '73 venne sviluppata al CERN un'ampia campagna di esperimenti
condotti in camere a bolle giganti, volti a studiare in dettaglio le caratteristiche del neutrino e piu' in
generale delle interazioni deboli. Purtroppo l'improvvisa e non riparabile rottura di Gargamelle
fermo' questa serie di studi, ma furono egualmente numerose le grandezze fondamentali misurate,
basti ad esempio ricordare lo studio del decadimento inverso del mu, misura di valore assoluto.
- Esperimenti per lo studio di quark pesanti realizzati con fasci di pioni al CERN. In questa
fase l'interesse del gruppo di Bari si sposto' su una differente tecnica visuale attraverso l'uso di
emulsioni nucleari. Maria Teresa Muciaccia si occupo’ della preparazione delle nuove macchine di
misura, necessarie per questi esperimenti che prevedevano per la prima volta l'uso di pacchetti di
emulsione esposti perpendicolarmente al fascio. Furono questi i primi esperimenti di tipo “ibrido”,
poiche’ accanto all’analisi delle emulsioni nucleari, l’apparato sperimentale sfruttava rivelatori
elettronici per il trigger e la localizzazione degli eventi. Vennero così sviluppate analisi originali e
assai soddisfacenti. Di grande interesse i risultati ottenuti con questa tecnica nello studio di canali
esclusivi, in particolare l'osservazione diretta del beauty con il suo decadimento e lo studio del Ds,
con la prima determinazione al mondo della sua costante di decadimento psedoscalare. Entrambi
ottenuti al CERN nell'esperimento WA75.
- Esperimenti pilota per la ricerca del plasma di quark e gluoni. La novita' della problematica
ed il suo evidente interesse di carattere fondamentale suggerirono un impegno su questa linea di
ricerca. Furono utilizzati per la prima volta fasci relativistici di ossigeno, zolfo e piombo nella serie
di esperimenti svolti con il rivelatore HELIOS e parallelamente con l'esposizione di emulsioni usate
come tracciatore. I risultati ottenuti consentirono i primi studi sistematici di questo genere di
problemi, fornendo in particolare gli andamenti in psuedorapidita' delle interazioni a differente
centralita' e lo studio delle prime 'segnature' previste dai modelli fenomenologici. Venne cosi' aperta
la strada a nuovi sviluppi, in corso ancora oggi, per la preparazione di ALICE a LHC.
- Esperimenti per la ricerca di oscillazioni di neutrino. In relazione ad osservazioni sperimentali
che mostravano in piu' settori una carenza di neutrini attesi, venne ripresa sul finire degli anni '80
l'ipotesi di oscillazioni di neutrino, in aperto contrasto con il Modello Standard legato ad un
neutrino a massa nulla. Riprendendo le problematiche sui neutrini gia’ studiate con gli storici
esperimenti realizzati in Gargamelle, Maria Teresa Muciaccia, con il suo gruppo, si dedico’ a questa
nuova linea di ricerca che si poneva appunto 'oltre il Modello Standard'. Fu ideato il primo
esperimento di tipo short base-line realizzato al CERN: CHORUS. L'esperimento fu progettato
all'inizio degli anni '90, periodo in cui alcune predizioni teorizzavano oscillazioni nu-mu nu-tau
dovute a neutrini con masse dell'ordine di qualche eV. Il rivelatore, instrumentato con una
importante parte in fibre ottiche per la prima localizzazione dei vertici di interazione, si avvaleva
poi di un bersaglio costituito da emulsioni nucleari e di calorimetri e spettrometri per la misura delle
caratteristiche delle tracce prodotte. Scopo dell'esperimento era la rivelazione degli eventi con
produzione di tau. Le oscillazioni non poterono essere rivelate essendo troppo alta (rispetto a quella
in successivi esperimenti determinata) la differenza di massa dei neutrini cui CHORUS era
sensibile. Ma l'esperimento pote' comunque migliorare i limiti allora noti della probabilità di
oscillazione per alti valori di differenze di massa e produsse un’ ampia messe di risultati nello
studio dei charm prodotti da neutrino.
Sulla scia di questo esperimento e dei risultati successivamente ottenuti, e' attualmente in corso
l'esperimento OPERA, cui partecipa il gruppo guidato da Maria Teresa Muciaccia. Nell'ambito di
una collaborazione internazionale è stato realizzato, nelle sale sotterranee dei laboratori del Gran
Sasso, il complesso rivelatore caratterizzato da un bersaglio altamente segmentato di Pb/Emulsione.
Il fascio CNGS, appositamente disegnato e realizzato, fornisce i neutrini mu in arrivo dal CERN per
interagire con il bersaglio.
Scopo di OPERA e' la rivelazione diretta di neutrini tau, cosi' da stabilire senza ambiguita’ il tipo di
oscillazione dei neutrini: si tratta dell'unico esperimento al mondo in grado di effettuare una simile
osservazione. Questo progetto, particolarmente complesso e originale, ha richiesto lo sviluppo e la
messa a punto di una serie di importanti innovazioni, sia nel campo della robotica che nel settore
dei controlli di macchine on-line.
Molti sviluppi vengono condotti in sede, con importanti realizzazioni locali. L'esperimento ha
cominciato la presa dati nell'estate del 2008 e la continuera' per cinque anni in modo da accumulare
una statistica significativa, ma i primi attesissimi risultati potrebbero aversi gia’ nel 2010.
Cur