Javier Roca Maza – Curriculum Vitae

Javier Roca Maza
Curriculum Vitae
Dati Personali
Cognomi
Nome
Indirizzo
Cellulare
e-mail
Roca Maza
Javier
Via Pacini 26, I-20131 Milano
(+39) 338 117 00 94
[email protected]
Data di 3 giugno 1978
nascita
Luogo di Barcellona
nascita
Nazionalità Spagnola
Passaporto AAC464902
numero
Data di 23 settembre 2020
scadenza
Posizione attuale
Ricercatore a Tempo Determinato
Istituzione Università degli Studi di Milano
Dipartimento di Fisica
Ufficio Via Celoria 16, I-20133 Milano
Sezione Fisica del Nucleo, LITA building
1st floor, room number A/1/C8
e-mail [email protected]
Telefono (+39) 02 503 17 290
Fax (+39) 02 503 17 487
Website www.mi.infn.it/~jroca/
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
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Istruzione
2009 Corso in attitudine pedagogica
Istituzione Università di Barcellona, Spagna
Dottorato di Ricerca
2005–2010
Titolo
Relatori
Voto
Università di Barcellona, Spagna
Isospin asymmetry in stable and exotic nuclei
Prof. Xavier Viñas i Gausí e Prof. Mario Centelles i Aixalà
“Excel.lent Cum Laude”
Descrizione Proprietà fisiche dei nuclei, come la massa, distribuzioni di neutroni e protoni,
eccitazioni collettive, proprietà di fissione, ecc. sono influenzate dalla dipendenza
in isospin dell’interazione nucleare. L’energia di simmetria e la sua dipendenza
in densità dano conto delle differenze in energia osservate tra nuclei che sono
simmetrici nel numero di protoni e di neutroni e quelli dove sono diversi. Pertanto, la
caratterizzazione accurata di questa proprietà comporta profonde conseguenze nello
studio del nucleo ed è relevante anche su diverse aree della fisica come l’astrofisica
nucleare o il Modello Standard. La situazione sperimentale cambierà notevolmente
nei prossimi anni. L’avvento di nuove tecniche di sintesi permetrano effettuare
esperimenti con nuclei inestabili. Questa situazione ha motivato gli studi presentati
lungo questa Tesi dove sono stati indagati alcuni aspetti della dipendenza in isospin
della interazione efficace nucleare. Il nostro obiettivo era quello di capire gli effetti
che tale dipendenza produce su diversi osservabili nucleari sia su nuclei stabili che
su nuclei esotici.
Stage Da settembre a dicembre 2007 nel Dipartimento di Fisica dell’Università della Florida.
Progetto di collaborazione con il Prof. Jorge Piekarewicz.
Diploma di Studi Avanzati
2005–2007
Titolo
Relatore
Voto
Università di Barcellona, Spagna
Cooling by approximation to a N2 thermal bath
Prof. Eduard Vives
“Excel.lent”
Descrizione Messa a punto del hardware e software per un sistema di raffreddamento per
approssimazione ad un bagno termico di N2 . Cioè un dispositivo automatico che
consente la misurazione di diverse proprietà termodinamiche del materiale oggetto
di studio in funzione della temperatura. Dalla temperatura ambiente a circa 77 K.
2005–2007
Title
Relatore
Voto
Università di Barcellona, Spagna
ESEN−Elastic Scattering of Electrons by Nuclei
Prof. Francesc Salvat
“Excel.lent”
Descrizione Modifica del codice ELSEPA per il calcolo di dispersione elastica di elettroni da
nuclei e l’analisi di osservabili relazionati basati in calcoli microscopici di campo
medio per la descrizione di nuclei stabili ed esotici.
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
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Laurea Magistrale in Fisica
2000–2004 Università di Barcellona, Spagna
Voto medio “Notable”, 7.6 in una scala da 0 a 10
Esperienze
2014–2018 Abilitazione Scientifica Nazionale per Professore Associato nel settore concorsuale
02/A2–Fisica teorica delle interazioni fondamentali. Gli indicatori bibliometrici
riportati per la commissione:
-il numero di pubblicazioni durante i ultimi 10 anni normalizzato per l’età accademica
è stato di 34
-il numero di citazioni durante i ultimi 10 anni normalizzato per l’età accademica è
stato di 59.6
-l’indice contemporary h è stato di 11
Recensore
2014– Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics
Presente
ISSN 1361-6471 (online), 0954-3899 (print)
2012– Referee di Physical Review C
Presente
ISSN 1089-490X (online), 0556-2813 (print)
2012– Referee di Nuclear Physics A
Presente
ISSN 0375-9474
Ricerca
2013– Ricercatore a Tempo Determinato
Presente
Istituzione Università degli Studi di Milano, Dipartimento di Fisica
2012–2013 PostDoc. Assegno PostDoc di tipo A.
Istituzione Università degli Studi di Milano, Dipartimento di Fisica
2010–2012 PostDoc. Borsa per ricercatori stranieri.
Istituzione Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Milano
2010 PostDoc. Contratto (6 mesi).
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
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Istituzione Università di Barcellona. Dipartimento di Fisica.
Attività Didattica
2013–2014
Istituzione
Studente
Titolo
Correlatore tesi di laurea.
Università degli Studi di Milano
Valentina Craveia
Elastic properties and collective modes of a neutron star crust (to be confirmed).
2013
Istituzione
Studente
Titolo
Correlatore tesi triennale.
Università degli Studi di Milano
Davide Basilico
Magnetic field effects on the composition of a neutro n star outer crust (Italian).
2010–2011
Istituzione
Studente
Titolo
Correlatore tesi di laurea
Università degli Studi di Milano
Giacomo Pozzi
A Microscopic Model for the Collective Response in Odd Nuclei.
2009 Assistente di professore nel corso di secondo di “ESO” (fisica basica) durante il
Corso in Attitudine Pedagogica
Institution IES Les Corts, Barcellona, Spagna
2008–2010 Assistente di professore nel corso di Laboratori de Termodinàmica (Fisics), corso
obligatorio della laurea in Fisica
Institution Università di Barcellona.
Awards
2011 Menzione Speciale nei “Dissertation Award in Nuclear Physics (2009-2011)” della
Divisione di Fisica Nucleare della Società di Fisica Europea.
Fellowships
2012–2013 Assegno PostDoc tipo A dell’Università degli Studi di Milano
2010-2012 Borsa di ricerca PostDoc in fisica teorica per citadini non-italiani.
2006-2010 Formazione di Professori Universitari (FPU), due anni di borsa e due anni di contratto
dall governo spagnolo per il conseguimento dei corsi di Dottorato di Ricerca e della
Tesi corrispondente.
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
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2005 Borsa del governo spagnolo per la collaborazione con la Sezione di Estructura i
Constituents de la Matèria dell’Università di Barcellona.
Questa collaborazione è stata sviluppata dentro il progetto di ricerca: Static and
Dynamic Properties of Correlated Bosonic and Fermionic Systems.
2000-2004 Borsa del governo spagnolo fornendo un supporto completo per le spesse universitarie.
Conoscenze Informatiche
Avanzate OS: Linux, Windows
Avanzate Fortran77
Languages
Spagnolo
Catalano
Inglese
Italiano
Nativo
Nativo
Parlo e scrivo correntemente
Parlo e scrivo correntemente
Indicatori Bibliometrici delle mie pubblicazioni
2008 Prima pubblicazione
32 Numero totale di pubblicazioni
{ In riviste di tipo A: 20
{ In contributi a conferenze: 11
{ In libri o capitoli: 1
età accademica < 6 anni
pubblicazioni per anno > 5
Source: Thompson & Reuters
AuthorID: E-4541-2013
Source: Scopus (no data on 2013)
AuthorID: 25641764000
Source: Google Schoolar
Citations
Elenco Pubblicazioni
P1
Autori
Rivista
Anno
Impact of the symmetry energy on the outer crust of non-accreting neutron stars
X.Roca-Maza and J.Piekarewicz
Phys. Rev. C 78 025807
2008
P2
Autori
Rivista
Anno
Nuclear symmetry energy probed by neutron skin thickness of nuclei
M. Centelles, X. Roca-Maza, X. Viñas, M. Warda
Phys. Rev. Lett. 102 122502
2009
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
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B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
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P3 Neutron skin thickness in droplet model with surface width dependence: indications
of softness of the nuclear symmetry energy
Autori M. Warda, X. Viñas, X. Roca-Maza, M. Centelles
Rivista Phys. Rev. C 80 024316
Anno 2009
P4
Autori
Rivista
Anno
Analysis of bulk and surface contributions in the neutron skin of nuclei
M. Warda, X. Viñas, X. Roca-Maza, M. Centelles
Phys. Rev. C 81 054309
2010
P5
Autori
Rivista
Anno
Origin of the neutron skin thickness of 208 Pb in nuclear mean-field models
M. Centelles, X. Roca-Maza, X. Viñas, M. Warda
Phys. Rev. C 82 054314
2010
P6
Autori
Rivista
Anno
Theoretical study of elastic electron scattering off stable and exotic nuclei
X.Roca-Maza,M. Centelles, F. Salvat, X, Viñas
Phys. Rev. C 78 044332
2008
P7
Autori
Rivista
Anno
Neutron skin of 208 Pb, nuclear symmetry energy, and the parity radius experiment
X. Roca-Maza, M. Centelles, X. Viñas, M. Warda
Phys. Rev. Lett. 106 252501
2011
P8 Relativistic mean field interaction with density dependent meson-nucleon vertices
based on microscopical calculations
Autori X. Roca-Maza, X. Viñas, M. Centelles, P. Ring and P. Schuck
Rivista Phys. Rev. C 84 054309
Anno 2011
P9 Influence of the symmetry energy on the giant monopole resonance of neutron-rich
nuclei
Autori M. Centelles, S.K. Patra, X. Roca-Maza, B.K. Sharma, P.D. Stevenson, X. Viñas
Rivista J. Phys. G 37 075107
Anno 2010
P10 Garvey-Kelson Relations for Nuclear Charge Radii
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
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Autori J. Piekarewicz, M. Centelles, X. Roca-Maza, X. Viñas
Rivista Eur. Phys. J. A 46 379-386
Anno 2010
P11 Low-lying dipole response: isospin character and collectivity in
208 Pb
68 Ni, 132 Sn
and
Autori X. Roca-Maza, G. Pozzi, M. Brenna, K. Mizuyama and G. Colò
Rivista Phys. Rev. C 85 024601
Anno 2012
P12 Electric dipole polarizability and the neutron skin
Autori J. Piekarewicz, B. K. Agrawal, G. Colò, W. Nazarewicz, N. Paar, P.-G. Reinhard, X.
Roca-Maza and D. Vretenar
Rivista Phys. Rev. C 85 041302(R)
Anno 2012
P13 Second-order equation of state with the full Skyrme interaction: toward new effective interactions for beyond-mean-field models
Autori K. Moghrabi, M. Grasso, X. Roca-Maza and G. Colò
Rivista Phys. Rev. C 85 044323
Anno 2012
P14 Constraints on the symmetry energy and neutron skins from experiments and theory
Autori M. B. Tsang, J. R. Stone, F. Camera, P. Danielewicz, S. Gandolfi, K. Hebeler, C. J.
Horowitz, Jenny Lee, W. G. Lynch, Z. Kohley, R. Lemmon, P. Möller, T. Murakami,
S. Riordan, X. Roca-Maza, F. Sammarruca, A. W. Steiner, I. Vidaña, and S. J.
Yennello
Rivista Phys. Rev. C 86 015803
Anno 2012
P15
Autori
Rivista
Anno
A new Skyrme interaction with improved spin-isospin properties
X.Roca-Maza, G. Colò and H. Sagawa
Phys. Rev. C 86 031306(R)
2012
P16
Autori
Rivista
Anno
Localized form of Fock terms in nuclear covariant density functional theory
Haozhao Liang, Pengwei Zhao, Peter Ring, Xavier Roca-Maza, and Jie Meng
Phys. Rev. C 86 021302(R)
2012
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
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P17 Electron scattering in isotonic chains as a probe of the proton shell structure of
unstable nuclei
Autori X. Roca-Maza, M. Centelles, F. Salvat, X. Viñas
Rivista Phys. Rev. C 87 014304
Anno 2013
P18 Giant Quadrupole Resonances in
tron skin thickness
208 Pb,
the nuclear symmetry energy and the neu-
Autori X. Roca-Maza, M. Brenna, B. K. Agrawal, P. F. Bortignon, G. Colò, Li-Gang Cao,
N. Paar, and D. Vretenar
Rivista Phys. Rev. C 87 034301
Anno 2013
P19 Electric Dipole Polarizability in 208 Pb: correlations suggested by the Droplet Model
Autori X. Roca-Maza, M. Brenna, G. Colò, M. Centelles, X. Viñas, B. K. Agrawal, N. Paar,
J. Piekarewicz, and D. Vretenar
Rivista Phys. Rev. C 88 024316
Anno 2013
P20 Constraints on the symmetry energy near normal density from atomic masses and
neutron skins in heavy nuclei
Autori X. Viñas, M. Centelles, X. Roca-Maza, and M. Warda
Rivista Eur. Phys. J. A 50 27
Anno 2014
P21
Autori
Rivista
Anno
Influence of the single-particle structure on the nuclear surface and the neutron skin
M. Warda, M. Centelles, X. Viñas, and X. Roca-Maza
In preparation
2013
P22 Information content of the weak-charge form factor
Autori P.-G. Reinhard, J. Piekarewicz, W. Nazarewicz, B.K. Agrawal, N. Paar, X. RocaMaza
Rivista Phys. Rev. C 88 034325
Anno 2013
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
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Contributi a Conferenze e Libri
C1 The Impact of the Nuclear Symmetry Energy on the Structure and Composition of
the Outer Crust
Autori X. Roca-Maza, T. Garía, M. Centelles and J. Piekarewicz
Capitolo “Neutron Star Crust”. Nova Publishers. ISBN: 978-1-62081-960-9.
Anno 2012
C2
Autori
Rivista
Anno
Study of the neutron skin thickness of 208 Pb in mean field models
X. Roca-Maza, M. Centelles, X. Viñas, M. Warda
J. Phys. : Conf. Ser. 321 012052
2011
C3
Autori
Rivista
Anno
Nuclear symmetry energy and neutron skin thickness
M. Warda, M. Centelles, X. Viñas and X. Roca-Maza
A. Phys. Pol. B 43 209
2012
C4 Neutron skin thickness in neutron rich nuclei: bulk and surface contributions and
shell effects
Autori X. Viñas, M. Warda, M. Centelles and X. Roca-Maza
Rivista Int. J. Mod. Phys. E 21 12500292
Anno 2012
C5 Density dependence of the symmetry energy from neutron skin thickness in finite
nuclei
Autori X. Viñas, M. Centelles, X. Roca-Maza, and M. Warda
Rivista AIP Conf. Proc. 1491 101
Anno 2012
C6 The pygmy dipole strength, the neutron radius of
208 Pb
and the symmetry energy
Autori X. Roca-Maza, M. Brenna, M. Centelles, G. Colò, K. Mizuyama, G. Pozzi, X. Viñas
and M. Warda
Rivista J. Phys. : Conf. Ser. 342 012009
Anno 2012
C7 Sensitivity of the electric dipole polarizability to the neutron skin thickness in 208 Pb
Autori X. Roca-Maza, B. K. Agrawal, G. Colò, W. Nazarewicz, N. Paar, J. Piekarewicz,
P.-G. Reinhard, D. Vretenar
Rivista AIP Conf. Proc. 1491 204
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
9/17
Anno 2012
C8 Local covariant density functional constrained by the relativistic Hartree-Fock theory
Autori H. Z. Liang, J. Meng, P. Ring, X. Roca-Maza, P. W. Zhao
Rivista AIP Conf. Proc. 1491 230
Anno 2012
C9 New Skyrme energy density functional for a better description of the Gamow-Teller
Resonance
Autori X.Roca-Maza, G. Colò and H. Sagawa
Rivista Phys. Scr. T154 014011
Anno 2013
C10
Autori
Rivista
Anno
Low-lying dipole response in stable and exotic nuclei
M. Brenna, X. Roca-Maza, G. Colò, P. F. Bortignon, K. Mizuyama, and G. Pozzi
Phys. Scr. T154 014020
2013
C11
Autori
Rivista
Anno
Microscopic calculations beyond mean-field with zero-range effective interactions
M. Brenna, G. Colò, P. F. Bortignon and X. Roca-Maza
EPJ Web of Conferences 38 04005
2013
C12 A beyond-mean-field example with zero-range effective interactions in infinite nuclear matter
Autori K. Moghrabi, M. Grasso, X. Roca-Maza, G. Colò, and N. Van Giai
Rivista EPJ Web of Conferences 38 06002
Anno 2013
C13 Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant Quadrupole Resonances and
Parity Violating Electron Scattering
Autori X. Roca-Maza, B. K. Agrawal, P. F. Bortignon, M. Brenna, M. Centelles, G. Colò,
Li-Gang Cao, N. Paar, X. Viñas, D. Vretenar, and M. Warda
Rivista EPJ Web of Conferences 66 02092
Anno 2014
C14 Nuclear charge-exchange excitations in localized covariant density functional theory
Autori H. Z. Liang, J. Meng, T. Nakatsukasa, Z. M. Niu, P. Ring, X. Roca-Maza, N. Van
Giai and P. W. Zhao
Rivista EPJ Web of Conferences 66 02064
Anno 2014
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
10/17
C15 A microscopic model beyond mean-field: from giant resonances properties to the
fit of new effective interactions
Autori M. Brenna, G. Colò, X. Roca-Maza, P. F. Bortignon, K. Moghrabi and M. Grasso
Rivista EPJ Web of Conferences 66 02015
Anno 2014
Seminari
Titolo Unraveling the dependence of the Electric Dipole Polarizability on the isovector
properties of the nuclear effective interaction
Conferenza Invited seminar
Luogo University of Barcelona, 19 September
Anno 2013
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
The Nuclear Symmetry Energy: Constraints from Giant Resonances
Invited talk at the 3rd International Symposium on Nuclear Symmetry Energy.
NSCL/FRIB, East Lansing (USA) 22-26 July.
2013
Titolo Unraveling the dependence of the Electric Dipole Polarizability on the isovector
properties of the nuclear effective interaction
Conferenza Invited talk at the first International Collaboration in Nuclear Theory (ICNT) topical
program on "Symmetry Energy in the Context of New Radioactive Beam Facilities
and Astrophysics".
Luogo NSCL/FRIB, East Lansing (USA) 15 July - 9 August.
Anno 2013
Titolo The nuclear symmetry energy: constraints from giant resonances and parity violating electron scattering
Conferenza Talk at the International Nuclear Physics Conference 2013
Luogo Firenze (Italy) 2-7 June.
Anno 2013
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
The Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant Resonances
Invited Seminar at the Physics Department of Surrey University
Guildford (UK) 14 May.
2013
Titolo Elastic electron scattering as a revitalized experimental tool in modern nuclear
physics: a theoretical point of view.
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
11/17
Conferenza Internal Seminar of the Nuclear Physics Section
Luogo Milano (Italy) 8 May.
Anno 2013
Titolo Local covariant density functional constrained by the relativistic Hartree-Fock theory.
Conferenza Internal Seminar of the Nuclear Physics Section
Luogo Milano (Italy) 6 May.
Anno 2013
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
Parity Violating Asymmetry, Dipole Polarizability, and the Neutron Skin Thickness.
Invited talk at the Calcium Radius Experiment (CREX) Workshop at Jefferson Lab
Newport News (USA) 17-19 March.
2013
Titolo Electron scattering as a probe of surface properties and proton shell structure of
unstable nuclei.
Conferenza Invited RIBF Nuclear Physics Seminar at RIKEN Nishina Center.
Luogo Wako (Japan) 8 March.
Anno 2013
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
The Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant Resonances.
Talk at the “Trobades de Nadal”.
Barcelona (Spain) 19-20 December.
2012
Titolo New Skyrme energy density functional for a better description of charge-exchange
resonances.
Conferenza Invited talk at the 19th Nuclear Physics Workshop - Marie & Pierre Curie.
Luogo Kazimierz (Poland) 26-30 September.
Anno 2012
Titolo Dipole Polarizability and Parity Violating Asymmetry in
208 Pb.
Conferenza Invited key note talk at the 2nd European Nuclear Physics Conference - EuPNC
2012.
Luogo Bucharest (Romania) 16-21 September.
Anno 2012
Titolo Dipole Polarizability and Parity Violating Asymmetry in 208 Pb.
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
12/17
Conferenza Talk at the conference Nuclear Dynamics and Structure II.
Luogo Opatija (Croatia) 9-13 July.
Anno 2012
Titolo Dipole Polarizability and Parity Violating Asymmetry in
208 Pb.
Conferenza Invited talk at the workshop The Nuclear Dipole Polarizability and its Impact on
Nuclear Structure and Astrophysics.
Luogo Trento (Italy) 18-22 June.
Anno 2012
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
Pygmy dipole resonances in stable and unstable nuclei.
Talk at the 1st Topical Workshop on Modern Aspects in Nuclear Structure.
Bormio (Italy) 22-25 February.
2012
Titolo
Conferenza
Luogo
Anno
The pygmy dipole strength, the neutron radius of 208Pb and the symmetry energy.
Talk at the II Iberian nuclear astrophysics meeting.
Salamanca (Spain), 22-23 September.
2011
Titolo Relativistic mean field interaction with density dependent meson-nucleon vertices
based on microscopical calculations
Seminar University of Coimbra. Physics Department.
Luogo Coimbra (Portugal), 20 September 2011.
Anno 2011
Titolo The Dipole Strength: Microscopic Properties and Correlations with the Symmetry
Energy and the Neutron Skin Thickness
Conferenza Invited talk at the International Symposium on Nuclear Symmetry Energy.
Luogo Northampton (MA), 17-20 June.
Anno 2011
Titolo Density dependence of the nuclear symmetry energy estimated from neutron skin
thickness in finite nuclei.
Conferenza Talk at the JAPAN-ITALY EFES Workshop.
Luogo Turin (Italy), 6-8 September.
Anno 2010
Via Pacini 26 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 290
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/
13/17
Titolo Density dependence of the nuclear symmetry energy estimated from neutron skin
thickness in finite nuclei.
Seminario University of Milan. Physics Department.
Luogo Milan (Italy), 3 November.
Anno 2010
Titolo
Seminario
Luogo
Anno
The Smoothness of Physical Observables
University of Barcelona. Physics Department.
Barcelona (Spain), 29 May.
2009
Breve Biografia Professionale
Attività di Ricerca Svolta
Ho iniziato la mia attività di ricerca nel 2005, durante il Dottorato di Ricerca. In questo periodo mi
sono interessato a diversi aspetti di Fisica Nuclear. Uno degli argomenti principali di cui mi sono
occupato è l’energia di simmetria nucleare e la sua connessione con le proprietà dei nuclei finiti.
L’energia di simmetria rappresenta il costo in energia per particella per convertire tutti i protoni in
neutroni in materia nucleare infinita e manca ancora di una caratterizzazione precisa. Ha un impatto
su una ampia varietà di sistemi fisici, dal molto grande: le dimensioni di una stella di neutroni o la
sua composizione e struttura [P1,C1]; fino al molto piccolo: lo spessore della pelle di neutroni di un
nucleo pesante [P2,P3,P4 ,P5,P14,P20,P21,C2,C3, C4,C5].
Ho anche dedicato parte della mia ricerca allo studio teorico dello scattering elastico di elettroni su
nuclei stabili ed esotici [P6, P17]. Questo studio è stato principalmente motivato dall’avvento in
diversi laboratori di nuovi strumenti che usano fasci di ioni esotici (Radioactive Ion Beam) come
per esempio Elise al GSI, (Germania), o SCRIT a RIKEN,(Giappone), volti a misurare lo scattering
elastico di elettroni su nuclei esotici.
L’esperienza maturata ha permesso di collegare la conoscenza dell’energia di simmetria, la pelle di
neutroni in nuclei e la dispersione elastica di elettroni su nuclei al fine di studiare i risultati, basati
sull’approccio di campo-medio, per la recente misura della violazione di parità nel 208 Pb (PREx),
dovuta all’interazione debole, presso il Jefferson Laboratory (USA) [P5,P7].
In parallelo, ho sempre espresso interesse per la connessione tra i nuclei finiti e i calcoli "ab initio"
di materia nucleare infinita basati in potenziali che riproducono i risultati sperimentali di scattering
nucleone-nucleone (per esempio i calcoli Brueckner-Hartee-Fock o Dirac-Brueckner-Hartee-Fock).
Sebbene al giorno d’oggi i nuclei di massa media o pesante possano essere calcolati in modo
soddisfacente utilizzando teorie efficaci di campo-medio, le previsioni di questo approccio per la
materia nucleare infinita non sempre sono in buon accordo con i calcoli disponibili "ab initio". Come
primo tentativo di costruire un ponte tra calcoli "ab initio" e teorie efficaci, abbiamo sviluppato un
modello relativistico di campo-medio dove i vertici dell’interazione mesone-nucleone sono dipendenti
della densità [P8].
Due lavori in più che abbiamo sviluppato durante questo periodo di tempo sono stati: l’analisi
teorica degli effetti della energia di simmetria sulla risonanza gigante di monopolo, un’eccitazione
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tipica nei nuclei atomici, nel caso di nuclei ricchi di neutroni [P9]; e uno studio sistematico di raggi
di carica nucleare lungo l’intera tabella periodica approfittando delle relazioni di Garvey e Kelson,
estese all’ambito dei raggi per tale indagine [P10].
Nel 2010, presso la Sezione di Milano dell’INFN, la mia ricerca ha cambiato direzione, pur mantenendo
una certa continuità con la mia precedente esperienza. Ho iniziato lo studio delle eccitazioni nucleari
usando sia la "Random Phase Aproximation" (RPA) sia l’approccio che prende in considerazione
l’accoppiamento vibrazione-particella nel nucleo. In parte motivato dalla mia esperienza precedente
sull’energia di simmetria e in parte motivato dal fatto che questa proprietà può essere correlata
ad un nuovo tipo di eccitazione esotica, abbiamo avviato un esame approfondito della cosiddetta
eccitazione pigmea di dipolo per mezzo delle previsioni di diverse interazioni di Skyrme [P11,C6,C10].
Tale eccitazione appare in nuclei ricchi di neutroni e, benché la sua natura sia attualmente dibattuta,
può essere correlata all’energia di simmetria. Inoltre, stiamo attualmente cercando di confermare
o rigettare la correlazione tra la risonanza pigmea di dipolo e l’energia di simmetria per mezzo di
una rigorosa analisi statistica (analisi di covarianza di alcuni modelli di campo-medio), nonché la
correlazione prevista dai modelli di campo-medio tra la polarizzabilità dipolare e lo spessore della
pelle di neutroni dei nuclei medi e pesanti [P12,P19,C7]. In [P12,C7] sosteniamo che gli esperimenti
sulla polarizzabilità dipolare, insieme a esperimenti come PREx, ci possono permettere di migliorare
la determinazione della dipendenza in densità dell’energia di simmetria intorno alla saturazione.
Inoltre, mostriamo in [P19] che la polarizzabilità dipolare in nuclei pesanti moltiplicata per l’energia
di simmetria a saturazione è correlata con lo spessore della pelle di neutroni e anche con la pendenza
dell’energia di simmetria a saturazione.
Allo stesso tempo, ho avuto l’opportunità di approfondire l’approccio che prende in considerazione
l’accoppiamento particela-vibrazione nei nuclei supervisionando, come correlatore, la Tesi Magistrale
di Giacomo Pozzi (vedere attività didattica). In questa tesi, G. Pozzi ha sviluppato un modello originale per il calcolo della risposta dipolare dei nuclei 67,69 Ni, motivato dalla necessità di comprendere
le misure eseguite dal gruppo sperimentale di Milano.
Parallelamente a questo, stiamo iniziando nuove collaborazioni. La prima è con il gruppo di Orsay
(Francia) con il quale abbiamo sviluppato una nuova interazione di Skyrme fittata al primo ordine
perturbativo oltre campo-medio per il calcolo della materia nucleare asimmetrica [P13,C12] e,
infine, stiamo cercando di estendere questa procedura anche ai nuclei finiti [C11]. In un secondo
progetto, in collaborazione tra Milano e Aizu (Giappone), abbiamo costruito una nuova interazione
di Skyrme (SAMi) che migliora alcuni inconvenienti di modelli di campo-medio esistenti, come la
descrizione delle proprietà di spin-isospin in nuclei [P15,C9]. Nel futuro prossimo, abbiamo anche
in programma di includere la parte tensoriale nell’interazione efficace SAMi al fine di migliorare
ulteriormente la precisione nella descrizione delle risonanze di spin-isospin. In un terzo progetto,
ho avuto anche l’opportunità di collaborare con il gruppo di Pechino nello sviluppo di una nuova
tecnica per esprimere i termini di scambio (o Fock) in termini locali nel calcolo dell’energia ed altre
proprietà [P16,C8]. Questo lavoro potrebbe fornire importanti implicazioni sia sulla costruzione di
nuove interazioni efficaci che per lo sviluppo di tecniche al di là di campo medio in cui l’effetto dei
termini di scambio devono essere inclusi. A questo proposito, il nostro primo passo è lo sviluppo di
una interazione efficace relativistica fittata usando una procedura simile a quella della Ref.[P8] ma
in questo caso, usando le trasformazioni di Fierz per includere l’effetto dei termini di scambio (o
Fock).
Inoltre, lo sviluppo di una nuova tecnica sperimentale presso la Duke University (North Carolina)
basata sull’uso di una sorgente che produce fotoni monocromatici e polarizzati ad un’elevata
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energia, ha consentito di migliorare la precisione sulla determinazione della risonanza isovettoriale di
quadrupolo. Questo fatto ha motivato il nostro studio teorico, basato su diversi modelli microscopici,
di questo modo collettivo. Specificamente, abbiamo analizzato il collegamento dell’energia di
eccitazione di questa risonanza [P18,C13] e della polarizzabilità quadrupolare [C13] con le proprietà
di isospin dell’interazione efficace nucleare.
Recentemente, seguendo i nostri studi sullo spessore della pelle di neutroni, abbiamo analizzato gli
effetti delle proprietà di particella singola sulla formazione della pelle di neutroni e, in generale, sulla
superficie nucleare. A questo scopo, abbiamo analizzato le previsioni di diversi modelli di campo
medio, lungo alcune catene isotopiche [P21].
Come accennato in precedenza, l’energia di simmetria è uno dei fili conduttori nei miei studi e
l’esperienza maturata su questo tema, così come le varie collaborazioni stabilite lungo la mia carriera
scientifica, mi hanno permesso di partecipare alla stesura di a un articolo di riassunto a seguito
del simposio "NuSYM" tenuto nel 2011 allo Smith College, Northampton (USA) [P14]. Inoltre
sono stato invitato insieme a X. Viñas e M. Centelles dall’Università di Barcellona e M. Warda
dall’Università di Lublino a scrivere una "review" su un volume speciale dedicato all’energia di
simmetria nucleare e che sarà pubblicato dallo European Physical Journal A [P20].
Prospettive Future
Fino ad oggi sono stati compiuti molti sforzi per fornire una soluzione approssimata al problema
nucleare. Uno degli approcci più accurati e comunemente usati per la descrizione del nucleo si
basa su interazioni efficaci, sia nell’ambito relativistico che in quello non-relativistico. Le interazioni
efficaci sono state tradizionalmente sviluppate a livello di campo medio. In questo schema, protoni
e neutroni sono trattati come particelle indipendenti. Tale approccio fornisce una descrizione
piuttosto accurata delle proprietà "bulk" dei nuclei e, in generale, meno accurata per le previsioni
delle proprietà spettroscopiche, le eccitazioni e i processi di reazioni nucleare. Per questo motivo,
vogliamo sviluppare un nuovo approccio autoconsistente al di là del campo medio per lo studio
di nuclei finiti: in un primo momento, aggiungeremo le correlazioni al secondo ordine al di là di
campo-medio all’energia; per poi includere, in un approccio più realistico, l’interazione tra i gradi di
libertà nucleonici e vibrazionali. In entrambi i casi, i parametri dell’interazione efficace verranno
nuovamente fittati per riprodurre alcuni dati empirici. Questo nuovo metodo si propone di produrre
una descrizione unificata non solo delle proprietà di "bulk" dei nuclei, ma anche delle loro eccitazioni.
In stretta connessione, abbiamo anche in programma lo studio della risposta dipolare in nuclei
dispari utilizzando il metodo di accoppiamento particella-vibrazione e uno studio delle risonanze di
spin-isospin in nuclei finiti con una nuova interazione non-relativistica di tipo Skyrme. In questa
interazione vorremmo includere i termini tensoriali e fittarne i parametri con l’obiettivo di migliorare
ulteriormente la comprensione di queste eccitazioni nucleari e, superando in questo modo, alcuni
problemi esistenti nei canali spin-isospin di questo tipo d’interazioni.
Come brevemente evidenziato nelle attività di ricerca svolte, abbiamo anche in programma di
costruire una interazione efficace relativistica dove la Lagrangiana efficace contiene tutti i possibili
canali consentiti dalle simmetrie, cioè, scalare, vettoriale, pseudo-scalare, pseudo-vettoriale e termini
tensoriali sia nel canale isoscalare sia in quello isovettoriale. Solo quattro di questi canali saranno
fittati a dati sperimentali e il resto sarà fissato auto-consistentemente durante i calcoli tipo Hartree
tramite le trasformazioni di Fierz. In questo modo lo spazio di parametri è ridotto, il potere predittivo
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dell’approccio non è compromesso e le difficoltà insite nei termini di scambio o Fock sono evitati
mantenendo i loro effetti in modo efficace ma efficiente.
La recente determinazione sperimentale del cosiddetto "analyzing power" nello scattering di elettroni
polarizzati sul 208 Pb presso il Jefferson Laboratory (USA) ha stabilito un nuovo "puzzle" per i teorici
nucleari. L’"analyzing power", o asimmetria trasversale, è pari a zero nella prima approssimazione di
Born e diversa da zero nell’esperimento. In realtà, è stato dimostrato che l’asimmetria trasversale è
dominata, in nuclei leggeri, dallo scambio di due fotoni. Tuttavia, lo stesso tipo di calcoli falliscono
drammaticamente nel caso del 208 Pb. A questo riguardo, prevediamo di includere l’effetto delle
distorsioni nella funzione d’onda dovute all’interazione coulombiana – trascurate in precedenza nel
canale inelastico e che dovrebbero essere più importanti in nuclei pesanti– nei calcoli di questa
osservabile, assumendo una parte immaginaria nel potenziale ottico per simulare lo scambio di due
(o più) fotoni.
In relazione con la misura dell’"analyzing power" in esperimenti di scattering di elettroni polarizzati,
stiamo iniziando una collaborazione con il gruppo sperimentale presso il Jefferson Laboratory responsabile del polarimetro di Mott con l’obiettivo di migliorarne le prestazioni. Questo permetterebbe
avere un impatto in esperimenti futuri importanti per lo studio delle interazioni fondamentali.
Infine, l’impianto esperimentale "Self-Confining Rare Isotope Target" (SCRIT) diventerà completamente operativo il prossimo anno e sarà uno strumento sperimentale unico al mondo per lo studio
delle proprietà fondamentali in nuclei esotici. Le prime misure determineranno la distribuzione
elettromagnetica negli isotopi sconosciuti dello stagno attraverso lo scattering elastico di elettroni.
L’obiettivo iniziale sarà misurare lo 132 Sn. Anche se non è ancora previsto, la misura della risposta
di dipolo in nuclei esotici potrebbe essere fattibile utilizzando l’impianto SCRIT tramite lo studio
sperimentale di elettroni inelasticamente dispersi a 180 gradi. Motivati da questi sviluppi sperimentali,
ci proponiamo di studiare l’influenza delle proprietà isovettoriali dell’interazione efficace nucleare
sulla determinazione sperimentale del raggio di carica elettromagnetica e della polarizzabilità di
dipolo elettrico in un nucleo esotico come il 132 Sn. In caso di successo, la misura di questi due
osservabili lungo una catena d’isotopi, utilizzando la stessa struttura esperimanetale, sarà fortemente
incoraggiata, a causa del fatto che misure sistematiche ridurranno le incertezze sperimentali sulle
quantità studiate e, si spera, anche sulle proprietà dell’energia simmetria intorno alla densità di
saturazione.
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