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SIMONE CERUTI DELL’INFN DI MILANO VINCE IL PREMIO VILLI PER LA MIGLIOR TESI DI DOTTORATO IN FISICA NUCLEARE

Il premio Claudio Villi 2016 dell'INFN per la miglior tesi di dottorato nel campo della fisica nucleare è stato attribuito a Simone Ceruti, autore di uno studio sulla violazione della simmetria di isospin presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano e la sezione INFN di Milano, con la supervisione del Prof. Franco Camera.

La simmetria di isospin è legata all'indipendenza dalla carica dell'interazione forte. Nei nuclei atomici questa simmetria è violata dall'interazione Coulombiana, e i livelli energetici hanno un numero quantico di isospin solo in prima approssimazione. E’ importante determinare in modo preciso il grado di violazione dell'isospin perché influisce, ad esempio, sulla vita media del decadimento beta di tipo Fermi, e sulla determinazione del termine di accoppiamento tra i quark u e d nella matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.

La tesi di Ceruti ha mostrato che tecniche di spettroscopia nucleare possono fornire informazioni uniche su queste proprietà. Simone Ceruti ha studiato il miscelamento tra stati di isospin diverso in modo innovativo, sfruttando il fatto che esso influenza anche il decadimento elettromagnetico dipolare. Infatti la rottura della simmetria di isospin modifica lo spazio delle fasi disponibile al nucleo per decadere. Ceruti ha studiato questo effetto sulla radiazione gamma emessa dalla risonanza gigante di dipolo nel nucleo eccitato ⁸⁰Zr, prodotto dalla reazione di fusione di due ioni di ⁴⁰Ca presso il laboratorio di Legnaro dell'INFN. I raggi gamma di alta (> 10 MeV) e bassa energia (» 1 MeV) sono stati misurati rispettivamente con rivelatori al bromuro di Lantanio (LaBr3:Ce) e con i rivelatori al Germanio segmentati del multi rivelatore AGATA (Advanced Gamma Tracking Array).

Un'analisi statistica avanzata ha poi permesso di determinare la probabilità di miscelamento dell'isospin a² e il valore del termine di correzione di isospin d_c alla vita media del decadimento di Fermi nel nucleo ⁸⁰Zr alla temperatura di circa 2 MeV , Da questo valore si può risalire con modelli affidabili al valore di d_c nello stato fondamentale (d_c = 0.81% ± 0.16%).