Curriculum scientifico e professionale
del dott. Marcello Fanti
Nato a Bologna il 24/09/1969
residente a Milano
Titoli di studio:
Laurea in Fisica 110 cum laude,
Dottore di ricerca in Fisica
Attuale posizione:
ricercatore universitario dal 2001, presso l'Universita` degli Studi
di Milano, confermato nel 2004
Attivita` scientifica:
fisica delle alte energie all'esperimento ATLAS, al CERN, e piu` in
particolare:
- misura delle proprieta` del bosone di Higgs nel
decadimento in due fotoni
- identificazione di fotoni in collisione protone-protone
- misure di sezioni d'urto di processi di Modello Standard con
uno o due fotoni nello stato finale, con o senza getti
adronici
Attivita` didattiche:
- corso di "Sviluppi recenti nella Fisica delle Particelle
elementari" al 2o anno della Laurea Magistrale in Fisica
- corso di "Laboratorio di Fisica con Elementi di Statistica" al
1o anno della Laurea Triennale in Fisica
- corso di "Fisica Generale" al 1o anno della Laurea Triennale
in "Scienze e tecnologie per lo studio e la conservazione dei
beni culturali e dei supporti della informazione"
Principali attivita` scientifiche pregresse:
- test su fasci di prova di moduli del calorimetro
elettromagnetico di ATLAS
- calibrazione elettronica del calorimetro elettromagnetico di
ATLAS
- ricerca di particelle super-simmetriche all'esperimento OPAL
a LEP
Attivita` didattiche pregresse:
- corsi di laboratorio di programmazione ai primi anni della
Laurea Triennale in Fisica
- corsi di elettromagnetismo ai primi anni della Laurea
Triennale in Fisica
PUBBLICAZIONI
Sono autore di piu` di 370 pubblicazioni su riviste scientifiche con
referee con la Collaborazione ATLAS (dal 2003), e piu` di 170
con la Collaborazione OPAL (dal 1994). Ne riporto qui una
selezione.
[1] Precision electroweak measurements on the $Z$ resonance By ALEPH and DELPHI and L3 and OPAL and SLD and LEP Electroweak Working Group and SLD Electroweak Group and SLD Heavy Flavour Group Collaborations (S. Schael et al.). hep-­‐ex/0509008. 10.1016/j.physrep.2005.12.006. Phys.Rept. 427 (2006) 257-­‐454. [2] Cell response equalisation of the ATLAS electromagnetic calorimeter without the direct knowledge of the ionisation signals By D. Banfi, M. Delmastro, M. Fanti. 10.1088/1748-­‐0221/1/08/P08001. JINST 1 (2006) P08001. [3] Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross section in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with the ATLAS detector By ATLAS Collaboration (G. Aad et al.). arXiv:1012.4389 [hep-­‐ex]. 10.1103/PhysRevD.83.052005. Phys.Rev. D83 (2011) 052005. [4] Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross-­‐section in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV using 35 pb-­‐1 of ATLAS data By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1108.0253 [hep-­‐ex]. 10.1016/j.physletb.2011.11.010. Phys.Lett. B706 (2011) 150-­‐167. [5] Measurement of the isolated di-­‐photon cross-­‐section in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with the ATLAS detector By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1107.0581 [hep-­‐ex]. 10.1103/PhysRevD.85.012003. Phys.Rev. D85 (2012) 012003. [6] Search for the Standard Model Higgs boson in the diphoton decay channel with 4.9 fb$^{-­‐1}$ of $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with ATLAS By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1202.1414 [hep-­‐ex]. 10.1103/PhysRevLett.108.111803. Phys.Rev.Lett. 108 (2012) 111803. [7] Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1207.7214 [hep-­‐ex]. 10.1016/j.physletb.2012.08.020. Phys.Lett. B716 (2012) 1-­‐29. [8] A particle consistent with the Higgs Boson observed with the ATLAS Detector at the Large Hadron Collider By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). 10.1126/science.1232005. Science 338 (2012) 1576-­‐1582. [9] Evidence for the spin-­‐0 nature of the Higgs boson using ATLAS data By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1307.1432 [hep-­‐ex]. 10.1016/j.physletb.2013.08.026. Phys.Lett. B726 (2013) 120-­‐144. [10] Measurements of Higgs boson production and couplings in diboson final states with the ATLAS detector at the LHC By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1307.1427 [hep-­‐ex]. 10.1016/j.physletb.2013.08.010. Phys.Lett. B726 (2013) 88-­‐119. [11] Measurement of isolated-­‐photon pair production in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with the ATLAS detector By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1211.1913 [hep-­‐ex]. 10.1007/JHEP01(2013)086. JHEP 1301 (2013) 086. [12] Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross section in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector using 4.6 fb-­‐1 By ATLAS Collaboration (Georges Aad et al.). arXiv:1311.1440 [hep-­‐ex]. 10.1103/PhysRevD.89.052004. Phys.Rev. D89 (2014) 052004. PRESENTAZIONI SU INVITO A CONFERENZE
•
2015 WIN2015, Heidelberg(D) "Measurements of the Higgs Boson Coupling
and Properties at the LHC (Run 1 and 2 prospective)" (http://www.mpihd.mpg.de/WIN2015/)
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2013 PHOTON2013, Paris (FR) "Combination of all searches and extraction of
properties of Higgs, ATLAS+CMS" PoS Photon2013 (2013) 076.
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2011 PANIC11, Cambridge-MA (USA) "ATLAS Measurements of Isolated Photon
Cross-Sections" AIP CONFERENCE PROCEEDINGS, vol. 1441, p. 610-612, ISSN:
0094-243X, doi: 10.1063/1.3700631.
•
2009 SUSY09, Boston-MA (USA) "Inclusive Standard Model Higgs Boson Searches
in ATLAS" AIP CONFERENCE PROCEEDINGS, vol. 1200, p. 382-385, ISSN: 0094243X.
•
2004 Nuclear Science Symposium 2004, Roma (Italy) "The ATLAS Liquid Argon
calorimeters: construction, commissioning, and selected test beam results"
•
2002 8th topical seminar of particle and radiation detectors, Siena (Italy)
"Optimization of the performances of the ATLAS electromagnetic
calorimeter" NUCLEAR PHYSICS B-PROCEEDINGS SUPPLEMENTS, vol. 125, p. 117121, ISSN: 0920-5632, doi: 10.1016/S0920-5632(03)02231-X
•
1998 American Physical Society, Columbus-OH (USA) "Searches for Heavy
Charged Long-Lived Particles in $e^+e^-$ collisions at sqrt[s]=130-183 GeV"
PERCORSO SCIENTIFICO E PROFESSIONALE
Mi sono laureato in Fisica presso l'Universita` degli Studi di
Bologna, il 18 marzo 1994 con voto 110/110 e Lode, svolgendo
una tesi nella Fisica delle Alte Energie all'esperimento OPAL al
CERN, occupandomi dello studio dei fondi indotti dai fasci nel
rivelatore di tracce, e della ricerca di nuove particelle stabili
massive cariche, previste da teorie oltre il Modello Standard.
Ho successivamente svolto il dottorato di ricerca nell'ambito dello
stesso esperimento, occupandomi di ricerche di particelle
supersimmetriche nelle collisioni elettrone-positrone a LEP. In
particolare ho lavorato sui modelli con violazione di R-parita`,
che prevedono stati finali con alta molteplicita` di fermioni
(leptoni e getti adronici) oppure con particelle cariche stabili
molto massive. Durante questo periodo sono anche stato
responsabile del Calorimetro Adronico di OPAL.
Dal 1999 lavoro all'esperimento ATLAS, prima come borsista
post-doc INFN, poi come ricercatore universitario. ATLAS e` uno
degli esperimenti costruiti per studiare le interazioni protoneprotone a LHC (Large Hadron Collider) al CERN. Negli anni della
costruzione di ATLAS, ho svolto test sugli elettrodi di read-out del
Calorimetro Elettromagnetico ad Argon liquido di ATLAS e ho
acquisito ed analizzato dati dei test effettuati esponendo 5 moduli
del calorimetro a fasci di prova di elettroni, con energie dai 20 ai
300 GeV. In quest'ultimo ambito, ho curato in particolare lo
studio dell'uniformita` di risposta dei moduli su ampie regioni di
accettanza. Il mio lavoro ha comportato lo sviluppo di una tecnica
di calibrazione elettronica di tutti i canali di read-out del sistema,
che permettesse di evidenziare tutte le differenze elettriche
(induttive e capacitive) di ciascun canale, e di conseguenza una
equalizzazione nella loro risposta al livello del 2 per mille. Tale
tecnica e` tuttora alla base della calibrazione elettronica del
Calorimetro Elettromagnetico di ATLAS.
LHC ha raccolto dati da collisioni protone-protone ad alta energia
(7 e 8 TeV) dal 2010 alla fine del 2012, e ad oggi ha accumulato
una luminosita` integrata pari a circa 25 fm-1. Nel vasto
programma di fisica di LHC, mi occupo di interazioni che danno
luogo a fotoni nello stato finale. Con i primi dati raccolti nel 2010
ho lavorato sulle misure di sezioni d'urto di eventi con uno o due
fotoni primari, le quali consentono di effettuare test di QCD
(quantum chromo-dynamics) sulle funzioni di struttura dei
protoni. Tali misure sono affette da un cospicuo fondo riducibile,
proveniente da getti adronici erroneamente identificati come
fotoni. Ho quindi elaborato tecniche "data-driven", per ottenere
stime di tale fondo indipendenti dalle simulazioni, e sono stato
editor di 3 note interne sulla purezza dei campioni di fotoni
selezionati, e della prima pubblicazione sulla sezione d'urto di
eventi con un fotone. Inoltre ho coordinato la misura di sezione
d'urto di eventi a due fotoni, ho curato personalmente lo studio
della purezza e l'unfolding degli effetti sperimentali, e sono stato
editor e contact author della pubblicazione. In parallelo sono
stato il principale sviluppatore del software di analisi dati per gli
stati finali contenenti fotoni. Questo software e` stato utilizzato
finora dalla Collaborazione ATLAS in tutte le analisi riguardanti
stati finali con fotoni: misure di Modello Standard, scoperta del
bosone di Higgs nel decadimento in due fotoni, ricerche di nuova
fisica (nuove risonanze a due fotoni, stati a due fotoni previsti da
teorie supersimmetriche con rottura mediata da interazioni di
gauge, teorie extra-dimensionali).
Dal 2011 mi sono concentrato sulla ricerca e sulle misure del
bosone di Higgs nel canale di decadimento in due fotoni: si tratta
di un canale affetto da un grande fondo irriducibile (in rapporto
circa 50 a 1 col segnale atteso) ma che ha dato il contributo piu`
significativo alla scoperta del bosone di Higgs, annunciata il 4
luglio 2012. Era noto anche prima della scoperta che questa
ricerca avesse le migliori potenzialita` nel caso di un bosone
relativamente leggero (massa al di sotto di 150 GeV, come
peraltro suggerito dal fit delle misure elettrodeboli di
LEP/SLD/Tevatron): lo stato finale consente una buona
ricostruzione della massa invariante, ed il segnale cercato si
manifesta come una risonanza stretta. Attualmente, con la
totalita` dei dati raccolti, la significanza statistica della scoperta
e` di oltre 7 deviazioni standard al di sopra del fondo. Dalla fine
del 2012 stiamo lavorando alle misure su questa nuova
risonanza: sezione d'urto, massa, spin, accoppiamenti con le
altre particelle: con la statistica attualmente disponibile, la nuova
particella e` compatibile con il bosone di Higgs, descritto dal
Modello Standard. Il mio contributo in questo ambito sta nello
studio dei fondi riducibili, dell'ottimizzazione del trigger, e nelle
misure dello spin. Per quest'ultimo argomento, si fa uso delle
proprieta` cinematiche dei fotoni prodotti, per discriminare fra
stati a spin-0 (come aspettato per il bosone di Higgs) e a spin-2
(come previsto da teorie esotiche oltre il Modello Standard, per
esempio stati eccitati di gravitone massivo). In questo contesto
sono stato editor della pubblicazione relativa.
Attualmente sto conducendo anche una analisi di misure di
sezioni d'urto di eventi con due fotoni e 1, 2, 3 o piu` getti
adronici. Si tratta di processi di Modello Standard che possono
costituire il fondo dominante a produzione di Higgs associata a
getti, oppure a segnali di nuova fisica oltre il Modello Standard:
per questa ragione e` necessaria una loro comprensione
approfondita.
Durante la mia attivita` scientifica in ATLAS ho supervisionato
due studenti di dottorato e cinque laureandi.
