Argomenti per tesi/tirocinio di laurea Magistrale/Specialistica
Proposti da:
Relatore: A. Rainò (febbraio 2011)
Argomenti di tesi
Studio del canale di trasporto finale del fascio per il rilascio della dose in
adroterapia
L'attività di tesi si svolge nell'ambito di una collaborazione con l'azienda ITEL.
Relatore: G. P. Maggi (gennaio 2011)
Argomenti di tesi
1) Realizzazione, testing e ottimizzazione di una infrastruttura di analisi per
CMS e Alice basata su Proof. Proof è un sistema capace di distribuire il carico di
una analisi dati su più nodi di un cluster in modo automatico e scalabile per
ridurre i tempi necessari a completare tale analisi. L'obbiettivo della tesi di laurea
è quello di realizzare e ottimizzare le performance di una facility di analisi dati
basata su proof per gli esperimenti di CMS e Alice. Tale facility deve essere
inquadrata nell'attuale farm di calcolo dell'INFN in modo da ottimizzare l'uso
complessivo delle risorse.
2) Studio e testing e ottimizzazioni di soluzioni per l'accesso remoto ai dati
dell'esperimento CMS. L'analisi dei dati raccolti dall'esperimento CMS è una
attività che richiede un enorme scambio di dati fra disco e job in esecuzione.
Durante la tesi verranno provate varie soluzioni di accesso dati utilizzando
programmi ad hoc e job di analisi reale di CMS.
Tali soluzioni di accesso ai dati verranno provate in diverse condizioni di latenza
di rete: rete locale, regionale e geografica, in modo da poter studiare gli effetti
della latenza di rete nell'esecuzione dei job di analisi.
L'obbiettivo sarà di trovare i software e le configurazioni che permettono una più
efficiente analisi dati. In particolare verranno presi in considerazioni software
quali: hadoopFS, Xrootd e Lustre.
3) Studio e implementazione e testing di una soluzione, basata su HadoopFS,
per la memorizzazione dei dati per esperimenti di fisica delle alte energie.
L'obbiettivo della tesi è quello di studiare e testare una soluzione di storage per gli
esperimenti di fisica delle alte energie, basata su un software chiamato Hadoop
FS. Verranno analizzati gli aspetti dell'efficienza di lettura dei dati da parte dei
job di analisi di vari esperimenti, insieme alle capacità di replicazione dei dati
tipiche di questo software. Il candidato potrà implementare nuovi algoritmi, per
migliorare la resistenza alle failure del sistema di storage.
4) Studio, implementazione e testing di algoritmi di scelta fra risorse di storage
distribuite a livello geografico per supportare l'analisi remota dei dati in
CMS. L'obbiettivo della tesi è lo studio degli algoritmi disponibili e
possibilmente l'implementazione di nuovi criteri di scelta fra i vari siti disponibili
per ottimizzare la latenza e quindi le performance dei job di analisi di CMS che
accedono a dati remoti localizzati sulla rete geografica.
5) Studio, implementazione e testing di soluzioni di Alta Affidabilità nella
gestione dei dati degli esperimenti di LHC. L'obbiettivo della tesi è quello di
studiare e testare le soluzioni di Alta Affidabilità attualmente disponibili sul
mercato per fornire un sistema di storage per la fisica delle alte energie che sia
resistente ai fallimenti dei vari componenti. Il candidato potrà inoltre
implementare nuove soluzioni o algoritmi basati sullo studio effettuato. In
particolare verranno presi in considerazioni software quali: hadoopFS, Xrootd e
Lustre.
Relatore: G. Scamarcio (gennaio 2011)
Argomenti di tesi
1) Calcolo e progettazione quantistica di strutture e dispositivi a buca quantica
2) Fabbricazione fotolitografica di dispositivi laser a cascata quantica e misura
delle caratteristiche elettriche ed ottiche
3) Trasporto di fononi in strutture nanoscopiche
4) Emissione stimolata di fononi in emettitori polaritonici
5) Laser a fononi
6) Spettroscopia ottica a micro-sonda in dispositivi a materiale organico
7) Sensori laser
Relatore: G. Scamarcio (gennaio 2011)
Argomenti tesi di laurea da svolgersi parzialmente presso il laboratorio Matériaux
et Phénomènes Quantiques, Université Paris Diderot (Parigi), con supporto
finanziario nell’ambito dell’accordo bilaterale Italia-Francia “Vinci”
1) Quantum physics and devices
2) High frequency modulation and stabilization of terahertz quantum cascade
lasers
3) Plasmonics
4) Polaritons
5) Collective effects in intersubband transitions
6) Simulation of transport in QCLs (density matrix)
Relatore: N. De Filippis (gennaio 2011)
Titoli tesi:
1) Strategia e misura delle sezione d'urto di eventi Z b bar dai dati di CMS alle
energie di LHC.
2) Ricerca di eventi a 4 leptoni carichi (elettroni e muoni) compatibili con la
produzione del bosone di Higgs nel decadimento H-->ZZ-->4l con il
rivelatore CMS alle energie di LHC.
3) Ricerca di eventi a 4 leptoni carichi (elettroni e muoni) compatibili con la
produzione di bosoni elettrodeboli ZZ nel decadimento 4l con il rivelatore
CMS alle energie di LHC
4) Ricerca di eventi a 3 leptoni carichi (elettroni e muoni) compatibili con la
produzione di bosoni elettrodeboli WZ con il rivelatore CMS alle energie di
LHC
5) Ricerca di eventi a 4 leptoni compatibili con la produzione di bosoni
elettrodeboli ZZ nel decadimento 4l con il rivelatore CMS alle energie di
LHC
6) Ricerca del bosone di Higgs nel decadimento H-->ZZ-->2l 2τ con il
rivelatore CMS energie LHC.
7) Ricerca del bosone di Higgs nel decadimento H-->τ τ con il rivelatore
CMS alle energie di LHC.
Relatori: D. Elia, B. Ghidini (gennaio 2011)
Possibili argomenti di Tesi:
1) Analisi dei primi dati Pb-Pb ad LHC con l'apparato di ALICE
2) Caratterizzazione globale degli eventi in collisioni Pb-Pb ad LHC:
a) misure di densità di particelle cariche dN/dη,
b) determinazione della distribuzione di molteplicità
c) determinazione della centralità della collisione e del piano di reazione
d) dinamica collettiva, studio di flusso ellittico
3) Studio del QGP ad LHC attraverso collisioni p-p e Pb-Pb con ALICE
a) studio della produzione di particelle strane;
b) studio della soppressione di particelle di alto pt
Relatore: G. E. Bruno (gennaio 2011)
Argomenti di Tesi:
1) Studio della produzione di particelle con charm in collisioni p-p e Pb-Pb ad
LHC
2) Studio della produzione di particelle beauty nel canale inclusivo in J/psi con
l’esperimento ALICE ad LHC
3) Studio della produzione della Λb in collisioni pp e Pb-Pb ad LHC
4) Studi di fattibilità di un upgrade del rivelatore di vertice al silicio
dell’esperimento ALICE
5) Studi di prestazioni per la fisica dei flavour pesanti con un nuovo rivelatore
di vertice dell’esperimento ALICE
Relatori: G. De Cataldo, G. Volpe (gennaio 2011)
Argomenti tesi: Negli esperimenti al collider LHC la misura di osservabili richiede la
conoscenza accurata di diversi parametri dei fasci: intensità, luminosità, background,
caratteristiche geometriche, geometria delle collisioni dei bunches...... I seguenti temi di
studio sono orientati a fornire alla collaborazione ALICE importanti informazioni per la
normalizzazione delle misure.
Titoli tesi:
1) Misura e monitoraggio in ALICE della Luminosità del Large Hadron
Collider al CERN
2) Misura della 'luminous region' nell'esperimento ALICE al LHC del CERN
3) Confronto Luminosità-Background per il monitoraggio della qualità delle
collisioni in ALICE
Inoltre, il funzionamento di una macchina complessa come il LHC richiede far le altre
cose la sincronizzazione con il funzionamento degli esperimenti. E questo sia per
minimizzare i tempi morti nella presa dati, sia per proteggere gli esperimenti durante
alcune fasi critiche del collider. Per questo un efficiente sistema hardware-software di
scambio informazioni e protezione, e' operante. Infine, strumenti di estrazione dati da
database e interfacce grafiche permettono l'analisi offline di questo scambio dati.
Titoli tesi:
4) LHC_DCS: il progetto in ALICE per lo scambio dati col Large Hadron
Collider.
5) BCM: sistema di interlock di fasi per la protezione dell'esperimento ALICE
6) Sviluppo di macro in ROOT e interfacce grafiche per analisi dati LHC di
interesse nell'esperimento ALICE.
7) Sviluppo in ambiente PVSS di interfacce grafiche di grande superficie per
monitoraggio in sala controllo dello stato LHC-ALICE
Relatore: S. Pascazio (gennaio 2011)
Titoli tesi:
1) Transizioni di fase quantistiche
2) Caratterizzazione dell’entanglement
3) Complessità e vetri di spin
4) Sistemi mesoscopici
Relatori: M. Dabbicco - M. Brambilla (gennaio 2011)
Argomenti tesi:
1) Dinamica spazio-temporale del campo coerente in laser eterostrutturati a
semiconduttore. Vengono trattati modelli di laser a basso numero di Fresnel, sia di tipo
'Quantum-Well/VCSEL' che di tipo 'Quantum Cascade'. La ricerca tende a evidenziare
metodi di determinazione dei parametri operativi per ottenere il controllo dei profili di
emissione (basati su un numero limitiato di modi TEM) con possibilità applicative a
Optical Processing, sensoristica, ecc. L'attività di tesi si svolge presso il Dipartimento,
sotto la responsabilità del prof. Brambilla.
2) Controllo e selezione dei modi trasversali in diodi laser a larga area. Per aumentare la
potenza dei laser a semiconduttore occorre spesso aumentare il volume della cavità; per
sezioni superiori alla decina di um^2 nella cavità possono instaurarsi diversi modi
trasversali che competono tra loro deteriorando la qualità di coerenza del fascio. La tesi
metterà a confronto i diversi approcci recentemente utilizzati per affrontare questa
problematica (plasmoni, specchi a cristallo fotonico, reticoli a passo variabile, etc)
evidenziandone i punti di forza/debolezza rispetto alle applicazioni specifiche. La tesi si
svolge sotto la responsabilità del prof. Dabbicco, non prevede attività di laboratorio e può
essere affrontata, ad un diverso livello, sia da studenti della laurea Triennale che della
laurea Magistrale/Specialistica in Fisica.
3) Laser-self-mixing con feedback modulato spazialmente. Il fenomeno del laser-selfmixing è noto da oltre trent’anni ed è ormai utilizzato in molti dispositivi commerciali per
misure di spostamento, distanza, velocità, vibrazioni, etc. Nonostante ciò, la versatilità
del fenomeno è tale che nuove applicazioni vengono continuamente proposte ed
esplorate. La tesi proposta vuole dimostrare la sensibilità di diodi laser ad emissione
verticale a variazioni del profilo trasversale del fascio di feedback, in modo da rendere
“visibile” alla misura interferometrica il grado di libertà di spostamento ortogonale
vettore d’onda, al quale è intrinsecamente “cieca”. La tesi si svolge sotto la responsabilità
del prof. Dabbicco e prevede una intensa attività di laboratorio.
4) Sensori in fibra basati sull’effetto Laser-self-mixing. Il fenomeno del laser-self-mixing
da alcuni anni viene utilizzato anche nella sensoristica in fibra ottica, dove consente
notevoli riduzioni dei costi per il read-out del segnale ottico, rispetto ad altri sensori
interferometrici. La tesi proposta vuole implementare la compensazione degli effetti
termici sull’indice di rifrazione della fibra in modo da rendere più versatile il sensore di
deformazione già brevettato in precedenza. La tesi si svolge sotto la responsabilità del
prof. Dabbicco e prevede una intensa attività di laboratorio
Relatori: Vincenzo Augelli (gennaio 2010)
Argomenti tesi:
Proprietà optoelettroniche della melanina e suo impiego in dispositivi ibridi.
Relatore: Roberto Bellotti (marzo 2009)
Titoli tesi:
Econophysics
Nell’ambito della cosiddetta Econophysics sono in fase di sviluppo e/o validazione
modelli computazionali predittivi per la valutazione del rischio operativo ed il rischio di
credito in ottemperanza al nuovo accordo sul capitale di Basilea (Basilea II). Le tesi
disponibili per il 2009 sono:
1) Reti Bayesiane per la quantificazione del Rischio Operativo
2) Modelli basati su wavelets per lo studio delle code grasse nel Riscio Operativo
3) Classificatori innovativi per la determinazione del rating creditizio.
L’attività di tirocinio può essere svolta presso il Consorzio di Ricerca CARMA
(www.consorziocarma.com)
Fisica dei Raggi Cosmici
Sono disponibili tesi di laurea specialistica riguardanti le misure di radiazione cosmica
attualmente in corso con l’apparato PAMELA. finanziato dall’INFN.
1) Studio di antiprotoni cosmici con l’apparato PAMELA
2) Studio di positroni cosmici con l’apparato PAMELA
Le tesi saranno svolte nell’ambito delle attività di ricerca dell’INFN, prevedono come
relatore anche il dr. Francesco Cafagna, INFN-BARI.
Fisica Medica
Sono disponibili tesi di laurea specialistica riguardanti lo studio e l’analisi di immagini
mediche:
1) Sviluppo di sistemi computer aided detection per la diagnosi precoce della
neoplasia polmonare
2) Studio della malattia di Alzheimer mediante analisi di immagini di risonanza
magnetica nucleare.
3) Sistemi di imaging mammografico basati sul contrasto di fase.
4) Imaging a raggi X di biotessuti e materiali nanostrutturati
Le tesi saranno svolte nell’ambito delle attività di ricerca Medical Application on a Grid
Infrastructure Connection (MAGIC-5) e (BEAm line from Thomson Sourceline) BEATS
dell’INFN e prevedono come relatore anche la dr. Sabina Tangaro, INFN-BARI.
L’attività di tirocinio può essere svolta presso l’Istituto di Cristallografia del CNR-Bari
(http://www.ic.cnr.it/)
Relatore: A. Garuccio (marzo 2009)
Tesi di ricerca in ottica quantistica.
1) Studio teorico e sperimentale (presso l’INRIM di Torino) dell’affidabilità
delle sorgenti reali di stati di luce entangled (i.e., correlati quantisticamente,
ovvero caratterizzati da sovrapposizione coerente di stati a due o più fotoni) e
degli schemi applicativi basati su di essi (e.g., litografia quantistica,
computazione quantistica, metrologia quantistica), atti a superare le
limitazioni imposte alle analoghe tecnologie basate su sistemi ottici classici.
2) Studio teorico e sperimentale (presso l’INRIM di Torino) della litografia
quantistica, tecnica di produzione di immagini con risoluzione al di là del
limite classico di Rayleigh, mediante utilizzo di stati di luce entangled.
3) Studio teorico e sperimentale (presso l’INRIM di Torino)
dell’interferometria con specchi a coniugazione di fase sotto diverse forme di
illuminazione: stati di luce coerenti, squeezed, stati numero, stati numero
entangled, stati coerenti entangled.
Relatore: M. T. Muciaccia, S. Simone (marzo 2009)
Gli argomenti proposti riguardano la ‘Fisica del neutrino’ sperimentale. Sono richieste
conoscenze generali nel campo delle Particelle Elementari e qualche abitudine con l’uso
di computer. Le tesi che richiedono periodi di lavoro presso LNGS possono godere di
borse di studio a questo indirizzate.
Titoli tesi:
1) Ricostruzione e analisi di interazioni di neutrino prodotte nell'esperimento
OPERA per una delle seguenti tematiche :
a. eventi con produzione di Charm ;
b. canale di oscillazione νµ → ντ ;
c. canale di oscillazione νµ → νe ;
2) Analisi cinematica di interazioni da neutrino
3) Sviluppo di software per la simulazione e lo studio di decadimenti in
emulsione
4) Realizzazione monitoring per controllo di misure on-line
Relatore: A. Palano (dicembre 2008)
Titoli tesi: Argomenti vari sulla Fisica dell’esperimento BaBar
L’esperimento BaBar (a SLAC, Stanford, USA) ha raccolto, nel corso del 2008, 120
milioni di decadimenti della Y(3S) e 110 milioni di decadimenti della Y(2S). Queste
statistiche superano di almeno 20 volte quelle raccolte in passato da altri esperimenti. Le
risonanze Y sono stati b bbar e hanno una massa intorno ai 10 GeV.
L’analisi di questi dati ha portato già alla scoperta della particella ηb e diverse analisi
sono in corso per cercare nuove particelle ancora mancanti ed effettuare misure sui
decadimenti radiativi e adronici delle Y.
Sono possibili, su questi argomenti, diversi lavori sperimentali che possono
essere argomento di tesi di laurea o dottorato.
L’esperimento BaBar è una collaborazione internazionale di circa 500 fisici di 12 nazioni
che ha prodotto nel corso degli ultimi 10 anni con circa 350 pubblicazioni.
Relatori: Angelini, Pellicoro, Stramaglia
Titoli tesi:
1) Sincronizzazione in modelli di oscillatori accoppiati con topologia delle
connessioni non standard. Si analizzerà come cambiano le proprietà di
sincronizzazione di sistemi di oscillatori accoppiati variando le proprietà
topologiche delle connessioni del sistema.
2) Misure globali di sincronizzazione di segnali elettroencefalografici. Si
considereranno possibili misure di sincronizzazione globale di un set di segnali
elettroencefalografici, e si valuterà la loro efficacia nello studio di patologie (eg.
emicrania) e stati emotivi.
Relatore: A. Ranieri dell'INFN Bari
Titoli tesi:
1) Progettazione di un ASIC di front-end per il readout del rivelatore centrale
di tracciamento per il rivelatore KLOE2 alla macchina acceleratrice DAFNE
(LNF) per la fisica del decadimento dei mesoni KS e η
2) Progettazione di un ASIC come canale di comunicazione per la trasmissione
dei segnali di clock, trigger e dati, negli esperimenti a SLHC con bandwidth
di trasferimento da 5 Gbit/s impiego di tecnologie rad tolerant (130 nm/90
nm) e architetture di ridondanza per ridurre gli eventi di SEU
3) Caratterizzazione di dispositivi in tecnologia CMOS da 130 nm/90 nm per
misure di radiation tolerance
Relatori: S. Stramaglia, R. Caliandro dell'IC-CNR Bari (novembre 2009)
Biologia strutturale computazionale
Sono disponibili tesi di laurea specialistica, di carattere sia teorico che sperimentale,
riguardanti l’applicazione dei metodi della fisica allo studio delle proprietà strutturali di
sistemi biologici.
Titoli di tesi:
1) Sviluppo di metodi cristallografici per la determinazione della struttura
cristallina di proteine
2) Sviluppo di algoritmi di simulazione per la predizione strutturale di composti
proteina-farmaco.
3) Determinazione strutturale di composti proteina-farmaco di interesse per la
lotta ai tumori mediante tecniche cristallografiche
Le tesi saranno svolte nell’ambito delle attività di ricerca dell’Istituto di Cristallografia
del CNR di Bari e prevedono come relatore anche il dr. Rocco Caliandro. CNR-Bari.
L’attività di tirocinio potrà essere svolta presso la stessa struttura. (www.ic.cnr.it)
