**** Dati personali ****
Nome: BARBARA RICCI
Data e luogo di nascita: 17 Agosto 1967 , Ferrara
Stato civile: coniugata, una figlia
Nazionalita': Italiana
Lingue conosciute: Inglese
Indirizzo: c/o Dip. Fisica, Via Saragat 1, Ferrara
E-mail: ricci@fe.infn.it
Telefono: 0532 974219 fax:0532 974343
**** Corso di Studi e altre attivita' scientifiche ****
1981-1986: Scuola Superiore: "Maturita' classica" al Liceo-Ginnasio L. Ariosto, Ferrara, conseguita il 10 Luglio 1986.
1986-1992: Universita': "Laurea in Fisica" al Dipartimento di Fisica dell' Universita' degli Studi di Ferrara, conseguita l'8 Luglio 1992 con punti 110/110 con lode.
1992-1995: Dottorato di Ricerca: ho vinto il concorso per il Dottorato di Ricerca in Fisica (VIII ciclo) presso l'Universita' degli Studi di Padova, classificandomi seconda con punti 108.5/120 . Ho discusso la tesi dal titolo "Nucleosintesi e produzioned di neutrini nel Sole", presso il Dipartimento di Fisica dell' Universita' degli Studi di Padova il 20 Febbraio 1996 e di fronte alla commissione nazionale l'8 Ottobre 1996.
1994-1995: ho fatto parte della collaborazione europea "European Union compilation for nuclear astrophysics" guidata dal prof. M. Arnould dell' Universita' Libera di Bruxelles, per la compilazione di un catalogo di reazioni nucleari di interesse astrofisico che verra' pubblicato sulla rivista Atomic Data and Nuclear Data Tables.
Gennaio1996: ho partecipato al concorso pubblico per un posto da ricercatore universitario (raggruppamento B04) presso il Politecnico di Torino, classificandomi terza con punti 59/100
Giugno 1996: sono risultata vincitrice di una delle 7 borse di studio per Astronomia e Astrofisica bandite dal Consiglio Nazionale delle Ricerche.
Luglio 1996: sono risultata vincitrice di una delle 7 borse di studio post-doctoral per fisici teorici bandite dall' Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ed ho iniziato la mia attivita' di ricerca presso l'INFN, sezione di Ferrara, a partire dal 30 Settembre 1996.
Aprile 1997: ho partecipato al concorso pubblico per un posto da ricercatore di fisica teorica presso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, classificandomi settima.
Luglio 1998: sono risultato vincitrice nel concorso pubblico per un posto da ricercatore universitario (raggruppamento B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Gennaio 1999: ho preso servizio in qualita' di ricercatore non confermato (raggruppamento B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Gennaio 2002: confermata in ruolo di ricercatore raggruppamento FIS04 (ex B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Luglio 2011 - 30 Giugno 2015: Coordinatore locale del GRII (fisica astroparticellare), Sezione INFN di Ferrara
2013: Abilitazione alla II fascia, nella tornata 2012 della Abilitazione Scientifica Nazionale, per il settore concorsuale 02/A2 Fisica Teorica delle Interazioni Fondamentali
2014 -ora : Membro del Comitato di Redazione della Sezione di Fisica e Scienze della Terra degli Annali on line dell'Universita' degli Studi di Ferrara
1 giugno 2022 - ora : Professore di II fascia, presso Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra , Università degli Studi di Ferrara, SSD PHYS-02/A, GSD 02/PHYS-02
***** Attività di ricerca svolta ****
-Modelli solari ed emissione di neutrini dal Sole
Ho studiato l' emissione di neutrini solari in varianti del modello standard del Sole, costruite allo scopo di esaminare lo spazio ancora aperto per una soluzione astrofisica/nucleare del problema dei neutrini solari, sviluppando un'analisi completa delle varie possibilita'. In quest'ottica, ho costruito delle varianti del modello solare utilizzando il codice evolutivo FRANEC (Frascati Raphson Newton Evolutionary Code) e discutendo gli effetti di:
i)variazione delle tavole di opacita',
ii)variazioni di composizione chimica solare,
iii)dipendenza dalla stima dell'eta' del Sole,
iv) dipendenza dagli input nucleari usati.
Se ne ricava che il problema dei neutrini solari non e' solo la discrepanza fra risultati sperimentali e previsioni del modello solare standard, ma sussiste in tutte le varianti (non standard) del modello solare che si possono costruire. Il fatto importante e' che la soppressione del segnale dei neutrini del Berillio non e' teoricamente spiegabile, in particolare se confrontata con il segnale del Boro. Ho anche contribuito allo sviluppo di analisi "solar model independent" dei dati sperimentali sui neutrini solari. Il risultato piu' significativo e' che l'ipotesi di neutrini standard non e' consistente con i dati sperimentali, essendo di nuovo i neutrini del Berillio gli indicatori piu' importanti. I risultati di questi lavori sono presentati negli articoli dell'elenco dei lavori
-Astrofisica nucleare e questioni connesse
E' senz'altro interessante, attualmente, un riesame delle sezioni d'urto per la nucleosintesi ad energie di interesse astrofisico. Naturalmente questo puo' essere messo in relazione al cosiddetto problema dei neutrini solari, ma anche in connessione con altre questioni relative alla fisica del Sole, come ad esempio l'abbondanza (carenza) di nuclei leggeri nella fotosfera solare, in confronto con la composizione dei meteoriti. Va altresi' notato che esperimenti recenti alle energie di qualche decina di keV hanno mostrato dei comportamenti anomali, come se l'effetto di schermo elettronico in laboratorio fosse piu' efficiente di quanto previsto teoricamente. In questo spirito, ho studiato gli effetti dello schermo elettronico nelle reazioni di fusione che avvengono all'interno del Sole.
Variazioni dei potenziali di schermo hanno come chiara conseguenza variazioni del flusso dei neutrini, ma anche in questo caso si puo' mostrare che le possibili varianti rispetto alle trattazioni usuali non rendono conto dei risultati sperimentali. Sempre all'interno della problematica dello schermo nei plasmi, ho studiato gli effetti di uno schermo "anomalo" (del tipo di quello osservato in laboratorio e sopra accennato) sulla combustione dei nuclei di Litio e Berillio nel Sole e negli ammassi giovani.
Ho mostrato che uno schermo anomalo e' consistente con i dati sulle abbondanze stellari di questi elementi. In altre parole, se le anomalie riscontrate in esperimenti di laboratorio avessero un equivalente nel plasma stellare si potrebbero spiegare alcuni importanti problemi sulla composizione fotosferica. E' dunque importante una nuova generazione di esperimenti, quali possono essere compiuti in laboratori sotterranei, allo scopo di misurare sezioni d'urto di fusione fra nuclei leggeri ad energie sempre piu' vicine a quelle rilevanti per le stelle.
All'interno di una collaborazione sostenuta dalla Comunita' Europea, con lo scopo di riesaminare criticamente i dati disponibili per reazioni nucleari di interesse astrofisico e eventualmente di proporre nuove misure sperimentali, ho analizzato lo stato attuale delle conoscenze sulle reazioni 3He+3He->a+2p, 3He+4He->7Be+g e d+a->6Li+g. Le prime reazioni sono rilevanti per la produzione dei neutrini solari, mentre l'ultima e' interessante in particolare per la produzione del 6Li nel big bang. I risultati di questo studio sono pubblicato su Atomic Data and Nuclear Data Tables.
-Oscillazioni di neutrino ed oscillazioni flavour changing.
Nella tesi di laurea ho sviluppato un modello di nuova interazione (flavour changing neutral current nel settore leptonico) che puo' indurre effetti di oscillazione fra i diversi tipo di neutrino e ne ho mostrato la consistenza con tutte le informazioni attualmente disponibili, quali si ottengono da esperimenti con neutrini ai reattori e agli acceleratori, dagli esperimenti di neutrino solare e anche dal raffreddamento di stelle in fasi avanzate di evoluzione (giganti rosse), ho inoltre discusso le possibilita' di rivelare tali interazioni in futuri esperimenti. In merito alla rivelazione dei neutrini solari, ho studiato la possibilita' che i nuclei prodotti nelle reazioni di cattura neutrinica restino intrappolati in sistemi molecolari. é questo un fatto curioso, che vale la pena di spiegare in un qualche dettaglio; in genere la fisica molecolare e quella dei nuclei/particelle sono disaccoppiate, a causa delle diverse scale di energia in gioco.
Ma nel caso di assorbimento di un neutrino di bassa energia (tipicamente qualche centinaio di keV per un neutrino solare pp), il nucleo prodotto rincula con un energia cinetica di pochi eV, confrontabile dunque con le energie di legame molecolari; il nucleo puo' dunque rimanere intrappolato in un sistema molecolare. Fisica molecolare e fisica dei nuclei/particelle si ricongiungono cosi', mostrando ancora una volta la sostanziale unita' della fisica. Abbiamo esaminato le possibili conseguenze di tali effetti di intrappolamento per i rivelatori al Gallio di neutrini solari.
Se molto sui neutrini si puo' imparare dal Sole, certamente saranno definitivi quegli esperimenti che possono utilizzare sorgenti ben note e calibrate di neutrini, come gli acceleratori di particelle. In collaborazione col gruppo Icarus ho studiato le potenzialita' di esperimenti di neutrino su lunga base, quali si possono ipotizzare sparando sul Gran Sasso un fascio di neutrini proveniente dal CERN. In particolare ho analizzato la possibilita' di esplorare con questi esperimenti la matrice di massa in regioni rilevanti per il problema dei neutrini solari.
-Abbondanze di elementi ed evoluzione stellare
Recenti misure dell'abbondanza degli elementi C N O sulla superficie solare (Asplund, Grevesse & Sauval 2004) suggeriscono significative variazioni rispetto ai dati precedentemente riportati in letteratura. In collaborazione con la dott.ssa Degl 'Innocenti di Pisa si e' discusso l 'effetto di queste nuove composizioni dei metalli sulle tracce evolutive e sulle isocrone sia di ammassi globulari che di ammassi aperti. Si e' trovata una variazione sulle eta' stimate di questi ammassi inferiore al Gyr.
-Produzione e rivelazione di neutrini dalla Terra
Il nostro pianeta emette una quantita' di calore pari a circa. Quale sia la sorgente di questo calore non e' stato ancora completamente e quantitativamente compreso. L'osservazione degli (anti)neutrini terrestri (dovuto ai decadimenti del 238U, 232Th e 40K) da parte di rivelatori tipo Borexino ai LNGS e Kamland in Giappone permetterebbe di isolare il contributo radiogenico. In particolare si sono studiate in dettaglio le potenzialita’ degli esperimenti KamLAND e Borexino, in collaborazione anche con ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra che fornirebbero studi dettagliati sulla composizione della crosta terrestre in prossimita’ dei LNGS.
Dal 2010 ho iniziato una stretta collaborazione con il gruppo sperimentale di Borexino per lo studio della rivelazione dei geoneutrini, Tale collaborazione e’ terminata nel 2022 con la chiusura dell’esperimento. In particolare mi sono occupata dell’analisi del principale segnale di fondo nella rivelazione dei neutrini: gli antineutrini prodotti dai reattori nucleari. Ho calcolato il segnale in Borexino causato dagli antineutrini prodotti da tutti i reattori presenti nel mondo (i dati sui reattori operativi mi vengono forniti dalla IAEA, International Atomic Energy Agency). Ho anche effettuato uno studio di tutte le possibili sorgenti di incertezza nella stima di questo segnale: composizione del combustibile nucleare, energia liberata per fissione, spettri dei neutrini emessi nei processi di fissione, sezione d’urto della reazione di decadimento beta inverso, parametri di oscillazione dei neutrini.
Sulla scia di questa attività è stata realizza una mappa del segnale atteso di antineutrini da reattore su tutta la superficie terrestre. Tale mappa cambia di anno in anno in base al numero di reattori operativi in ciascun anno. Grazie alla collaborazione con il personale dell’IAEA riesco ad avere periodicamente i dati sul funzionamento dei diversi reattori e a produrre della mappe aggiornate.
Tali mappe sono disponibili sul sito web: https://www.fe.infn.it/radioactivity/antineutrino/index.html.
Nel 2014 e' iniziata la mia partecipazione alla collaborazione internazionale dell'esperimento JUNO. Questo esperimento, che si svolge nel sud della Cina, ha come scopo principale lo studio della gerarchia di massa nel settore leptonico neutro, ma vista l’elevata dimensione del rivelatore (circa 20 kton di materiale scintillante) può fornire interessanti risultati nello studio dei geoneutrini. Io mi sono occupata del segnale degli antineutrini da reattore come “ostacolo” per la rivelazione di geoneutrini. Si è visto che nel caso in cui i reattori più vicini al sito sperimentale (50 km) fossero spenti, il rapporto tra segnale da reattore e segnale dalla terra sarebbe 0.7, nel caso invece in cui fossero tutti operativi il rapporto salirebbe a 9. Nell’ultimo anno all’interno della collaborazione e’ stato avviato uno studio approfondito delle potenzialita’ del rivelatore JUNO nella rilevazione dei geonutrini sfruttando sia i dati disponibili sulla composizione delle rocce attorno al sito sperimentale sia i dati sui reattori nucleari posti nelle vicinanze del rivelatore (circa 50 km). Lo scopo e’ quello di confrontare il segnale atteso con quello predetto dai diversi modelli geologici e geochinici presenti cosi’ da poter estrarre informazioni sulla composizione del mantello terrestre, altrimenti inaccessibile.
Nome: BARBARA RICCI
Data e luogo di nascita: 17 Agosto 1967 , Ferrara
Stato civile: coniugata, una figlia
Nazionalita': Italiana
Lingue conosciute: Inglese
Indirizzo: c/o Dip. Fisica, Via Saragat 1, Ferrara
E-mail: ricci@fe.infn.it
Telefono: 0532 974219 fax:0532 974343
**** Corso di Studi e altre attivita' scientifiche ****
1981-1986: Scuola Superiore: "Maturita' classica" al Liceo-Ginnasio L. Ariosto, Ferrara, conseguita il 10 Luglio 1986.
1986-1992: Universita': "Laurea in Fisica" al Dipartimento di Fisica dell' Universita' degli Studi di Ferrara, conseguita l'8 Luglio 1992 con punti 110/110 con lode.
1992-1995: Dottorato di Ricerca: ho vinto il concorso per il Dottorato di Ricerca in Fisica (VIII ciclo) presso l'Universita' degli Studi di Padova, classificandomi seconda con punti 108.5/120 . Ho discusso la tesi dal titolo "Nucleosintesi e produzioned di neutrini nel Sole", presso il Dipartimento di Fisica dell' Universita' degli Studi di Padova il 20 Febbraio 1996 e di fronte alla commissione nazionale l'8 Ottobre 1996.
1994-1995: ho fatto parte della collaborazione europea "European Union compilation for nuclear astrophysics" guidata dal prof. M. Arnould dell' Universita' Libera di Bruxelles, per la compilazione di un catalogo di reazioni nucleari di interesse astrofisico che verra' pubblicato sulla rivista Atomic Data and Nuclear Data Tables.
Gennaio1996: ho partecipato al concorso pubblico per un posto da ricercatore universitario (raggruppamento B04) presso il Politecnico di Torino, classificandomi terza con punti 59/100
Giugno 1996: sono risultata vincitrice di una delle 7 borse di studio per Astronomia e Astrofisica bandite dal Consiglio Nazionale delle Ricerche.
Luglio 1996: sono risultata vincitrice di una delle 7 borse di studio post-doctoral per fisici teorici bandite dall' Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ed ho iniziato la mia attivita' di ricerca presso l'INFN, sezione di Ferrara, a partire dal 30 Settembre 1996.
Aprile 1997: ho partecipato al concorso pubblico per un posto da ricercatore di fisica teorica presso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, classificandomi settima.
Luglio 1998: sono risultato vincitrice nel concorso pubblico per un posto da ricercatore universitario (raggruppamento B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Gennaio 1999: ho preso servizio in qualita' di ricercatore non confermato (raggruppamento B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Gennaio 2002: confermata in ruolo di ricercatore raggruppamento FIS04 (ex B04X) presso il Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Ferrara
1 Luglio 2011 - 30 Giugno 2015: Coordinatore locale del GRII (fisica astroparticellare), Sezione INFN di Ferrara
2013: Abilitazione alla II fascia, nella tornata 2012 della Abilitazione Scientifica Nazionale, per il settore concorsuale 02/A2 Fisica Teorica delle Interazioni Fondamentali
2014 -ora : Membro del Comitato di Redazione della Sezione di Fisica e Scienze della Terra degli Annali on line dell'Universita' degli Studi di Ferrara
1 giugno 2022 - ora : Professore di II fascia, presso Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra , Università degli Studi di Ferrara, SSD PHYS-02/A, GSD 02/PHYS-02
***** Attività di ricerca svolta ****
-Modelli solari ed emissione di neutrini dal Sole
Ho studiato l' emissione di neutrini solari in varianti del modello standard del Sole, costruite allo scopo di esaminare lo spazio ancora aperto per una soluzione astrofisica/nucleare del problema dei neutrini solari, sviluppando un'analisi completa delle varie possibilita'. In quest'ottica, ho costruito delle varianti del modello solare utilizzando il codice evolutivo FRANEC (Frascati Raphson Newton Evolutionary Code) e discutendo gli effetti di:
i)variazione delle tavole di opacita',
ii)variazioni di composizione chimica solare,
iii)dipendenza dalla stima dell'eta' del Sole,
iv) dipendenza dagli input nucleari usati.
Se ne ricava che il problema dei neutrini solari non e' solo la discrepanza fra risultati sperimentali e previsioni del modello solare standard, ma sussiste in tutte le varianti (non standard) del modello solare che si possono costruire. Il fatto importante e' che la soppressione del segnale dei neutrini del Berillio non e' teoricamente spiegabile, in particolare se confrontata con il segnale del Boro. Ho anche contribuito allo sviluppo di analisi "solar model independent" dei dati sperimentali sui neutrini solari. Il risultato piu' significativo e' che l'ipotesi di neutrini standard non e' consistente con i dati sperimentali, essendo di nuovo i neutrini del Berillio gli indicatori piu' importanti. I risultati di questi lavori sono presentati negli articoli dell'elenco dei lavori
-Astrofisica nucleare e questioni connesse
E' senz'altro interessante, attualmente, un riesame delle sezioni d'urto per la nucleosintesi ad energie di interesse astrofisico. Naturalmente questo puo' essere messo in relazione al cosiddetto problema dei neutrini solari, ma anche in connessione con altre questioni relative alla fisica del Sole, come ad esempio l'abbondanza (carenza) di nuclei leggeri nella fotosfera solare, in confronto con la composizione dei meteoriti. Va altresi' notato che esperimenti recenti alle energie di qualche decina di keV hanno mostrato dei comportamenti anomali, come se l'effetto di schermo elettronico in laboratorio fosse piu' efficiente di quanto previsto teoricamente. In questo spirito, ho studiato gli effetti dello schermo elettronico nelle reazioni di fusione che avvengono all'interno del Sole.
Variazioni dei potenziali di schermo hanno come chiara conseguenza variazioni del flusso dei neutrini, ma anche in questo caso si puo' mostrare che le possibili varianti rispetto alle trattazioni usuali non rendono conto dei risultati sperimentali. Sempre all'interno della problematica dello schermo nei plasmi, ho studiato gli effetti di uno schermo "anomalo" (del tipo di quello osservato in laboratorio e sopra accennato) sulla combustione dei nuclei di Litio e Berillio nel Sole e negli ammassi giovani.
Ho mostrato che uno schermo anomalo e' consistente con i dati sulle abbondanze stellari di questi elementi. In altre parole, se le anomalie riscontrate in esperimenti di laboratorio avessero un equivalente nel plasma stellare si potrebbero spiegare alcuni importanti problemi sulla composizione fotosferica. E' dunque importante una nuova generazione di esperimenti, quali possono essere compiuti in laboratori sotterranei, allo scopo di misurare sezioni d'urto di fusione fra nuclei leggeri ad energie sempre piu' vicine a quelle rilevanti per le stelle.
All'interno di una collaborazione sostenuta dalla Comunita' Europea, con lo scopo di riesaminare criticamente i dati disponibili per reazioni nucleari di interesse astrofisico e eventualmente di proporre nuove misure sperimentali, ho analizzato lo stato attuale delle conoscenze sulle reazioni 3He+3He->a+2p, 3He+4He->7Be+g e d+a->6Li+g. Le prime reazioni sono rilevanti per la produzione dei neutrini solari, mentre l'ultima e' interessante in particolare per la produzione del 6Li nel big bang. I risultati di questo studio sono pubblicato su Atomic Data and Nuclear Data Tables.
-Oscillazioni di neutrino ed oscillazioni flavour changing.
Nella tesi di laurea ho sviluppato un modello di nuova interazione (flavour changing neutral current nel settore leptonico) che puo' indurre effetti di oscillazione fra i diversi tipo di neutrino e ne ho mostrato la consistenza con tutte le informazioni attualmente disponibili, quali si ottengono da esperimenti con neutrini ai reattori e agli acceleratori, dagli esperimenti di neutrino solare e anche dal raffreddamento di stelle in fasi avanzate di evoluzione (giganti rosse), ho inoltre discusso le possibilita' di rivelare tali interazioni in futuri esperimenti. In merito alla rivelazione dei neutrini solari, ho studiato la possibilita' che i nuclei prodotti nelle reazioni di cattura neutrinica restino intrappolati in sistemi molecolari. é questo un fatto curioso, che vale la pena di spiegare in un qualche dettaglio; in genere la fisica molecolare e quella dei nuclei/particelle sono disaccoppiate, a causa delle diverse scale di energia in gioco.
Ma nel caso di assorbimento di un neutrino di bassa energia (tipicamente qualche centinaio di keV per un neutrino solare pp), il nucleo prodotto rincula con un energia cinetica di pochi eV, confrontabile dunque con le energie di legame molecolari; il nucleo puo' dunque rimanere intrappolato in un sistema molecolare. Fisica molecolare e fisica dei nuclei/particelle si ricongiungono cosi', mostrando ancora una volta la sostanziale unita' della fisica. Abbiamo esaminato le possibili conseguenze di tali effetti di intrappolamento per i rivelatori al Gallio di neutrini solari.
Se molto sui neutrini si puo' imparare dal Sole, certamente saranno definitivi quegli esperimenti che possono utilizzare sorgenti ben note e calibrate di neutrini, come gli acceleratori di particelle. In collaborazione col gruppo Icarus ho studiato le potenzialita' di esperimenti di neutrino su lunga base, quali si possono ipotizzare sparando sul Gran Sasso un fascio di neutrini proveniente dal CERN. In particolare ho analizzato la possibilita' di esplorare con questi esperimenti la matrice di massa in regioni rilevanti per il problema dei neutrini solari.
-Abbondanze di elementi ed evoluzione stellare
Recenti misure dell'abbondanza degli elementi C N O sulla superficie solare (Asplund, Grevesse & Sauval 2004) suggeriscono significative variazioni rispetto ai dati precedentemente riportati in letteratura. In collaborazione con la dott.ssa Degl 'Innocenti di Pisa si e' discusso l 'effetto di queste nuove composizioni dei metalli sulle tracce evolutive e sulle isocrone sia di ammassi globulari che di ammassi aperti. Si e' trovata una variazione sulle eta' stimate di questi ammassi inferiore al Gyr.
-Produzione e rivelazione di neutrini dalla Terra
Il nostro pianeta emette una quantita' di calore pari a circa. Quale sia la sorgente di questo calore non e' stato ancora completamente e quantitativamente compreso. L'osservazione degli (anti)neutrini terrestri (dovuto ai decadimenti del 238U, 232Th e 40K) da parte di rivelatori tipo Borexino ai LNGS e Kamland in Giappone permetterebbe di isolare il contributo radiogenico. In particolare si sono studiate in dettaglio le potenzialita’ degli esperimenti KamLAND e Borexino, in collaborazione anche con ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra che fornirebbero studi dettagliati sulla composizione della crosta terrestre in prossimita’ dei LNGS.
Dal 2010 ho iniziato una stretta collaborazione con il gruppo sperimentale di Borexino per lo studio della rivelazione dei geoneutrini, Tale collaborazione e’ terminata nel 2022 con la chiusura dell’esperimento. In particolare mi sono occupata dell’analisi del principale segnale di fondo nella rivelazione dei neutrini: gli antineutrini prodotti dai reattori nucleari. Ho calcolato il segnale in Borexino causato dagli antineutrini prodotti da tutti i reattori presenti nel mondo (i dati sui reattori operativi mi vengono forniti dalla IAEA, International Atomic Energy Agency). Ho anche effettuato uno studio di tutte le possibili sorgenti di incertezza nella stima di questo segnale: composizione del combustibile nucleare, energia liberata per fissione, spettri dei neutrini emessi nei processi di fissione, sezione d’urto della reazione di decadimento beta inverso, parametri di oscillazione dei neutrini.
Sulla scia di questa attività è stata realizza una mappa del segnale atteso di antineutrini da reattore su tutta la superficie terrestre. Tale mappa cambia di anno in anno in base al numero di reattori operativi in ciascun anno. Grazie alla collaborazione con il personale dell’IAEA riesco ad avere periodicamente i dati sul funzionamento dei diversi reattori e a produrre della mappe aggiornate.
Tali mappe sono disponibili sul sito web: https://www.fe.infn.it/radioactivity/antineutrino/index.html.
Nel 2014 e' iniziata la mia partecipazione alla collaborazione internazionale dell'esperimento JUNO. Questo esperimento, che si svolge nel sud della Cina, ha come scopo principale lo studio della gerarchia di massa nel settore leptonico neutro, ma vista l’elevata dimensione del rivelatore (circa 20 kton di materiale scintillante) può fornire interessanti risultati nello studio dei geoneutrini. Io mi sono occupata del segnale degli antineutrini da reattore come “ostacolo” per la rivelazione di geoneutrini. Si è visto che nel caso in cui i reattori più vicini al sito sperimentale (50 km) fossero spenti, il rapporto tra segnale da reattore e segnale dalla terra sarebbe 0.7, nel caso invece in cui fossero tutti operativi il rapporto salirebbe a 9. Nell’ultimo anno all’interno della collaborazione e’ stato avviato uno studio approfondito delle potenzialita’ del rivelatore JUNO nella rilevazione dei geonutrini sfruttando sia i dati disponibili sulla composizione delle rocce attorno al sito sperimentale sia i dati sui reattori nucleari posti nelle vicinanze del rivelatore (circa 50 km). Lo scopo e’ quello di confrontare il segnale atteso con quello predetto dai diversi modelli geologici e geochinici presenti cosi’ da poter estrarre informazioni sulla composizione del mantello terrestre, altrimenti inaccessibile.
