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Javier Roca MazaCurriculum Vitae
Dati PersonaliCognomi Roca Maza
Nome JavierIndirizzo Via Pacini 34, I-20131 MilanoCellulare (+39) 338 117 00 94
e-mail [email protected] dinascita
3 giugno 1978
Luogo dinascita
Barcellona
Nazionalità SpagnolaPassaporto
numeroAAC464902
Data discadenza
23 settembre 2020
Posizione attualeRicercatore - PostDoc
Istituzione Università degli Studi di MilanoDipartimento di Fisica
Ufficio Via Celoria 16, I-20133 MilanoSezione Fisica del Nucleo, LITA building1st floor, room number A/1/C1
e-mail [email protected] (+39) 02 503 17 225
Fax (+39) 02 503 17 487Website www.mi.infn.it/~jroca/
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/ 1/16
Istruzione2009 Corso in attitudine pedagogica
Istituzione Università di Barcellona, SpagnaDottorato di Ricerca
2005–2010 Università di Barcellona, SpagnaTitolo Isospin asymmetry in stable and exotic nuclei
Relatori Prof. Xavier Viñas i Gausí e Prof. Mario Centelles i AixalàVoto “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 dipendenzain isospin dell’interazione nucleare. L’energia di simmetria e la sua dipendenzain densità dano conto delle differenze in energia osservate tra nuclei che sonosimmetrici nel numero di protoni e di neutroni e quelli dove sono diversi. Pertanto, lacaratterizzazione accurata di questa proprietà comporta profonde conseguenze nellostudio del nucleo ed è relevante anche su diverse aree della fisica come l’astrofisicanucleare o il Modello Standard. La situazione sperimentale cambierà notevolmentenei prossimi anni. L’avvento di nuove tecniche di sintesi permetrano effettuareesperimenti con nuclei inestabili. Questa situazione ha motivato gli studi presentatilungo questa Tesi dove sono stati indagati alcuni aspetti della dipendenza in isospindella interazione efficace nucleare. Il nostro obiettivo era quello di capire gli effettiche tale dipendenza produce su diversi osservabili nucleari sia su nuclei stabili chesu 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 Avanzati2005–2007 Università di Barcellona, Spagna
Titolo Cooling by approximation to a N2 thermal bathRelatore Prof. Eduard Vives
Voto “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 checonsente la misurazione di diverse proprietà termodinamiche del materiale oggettodi studio in funzione della temperatura. Dalla temperatura ambiente a circa 77 K.
2005–2007 Università di Barcellona, SpagnaTitle ESEN−Elastic Scattering of Electrons by Nuclei
Relatore Prof. Francesc SalvatVoto “Excel.lent”
Descrizione Modifica del codice ELSEPA per il calcolo di dispersione elastica di elettroni danuclei e l’analisi di osservabili relazionati basati in calcoli microscopici di campomedio per la descrizione di nuclei stabili ed esotici.
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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Laurea Magistrale in Fisica2000–2004 Università di Barcellona, SpagnaVoto medio “Notable”, 7.6 in una scala da 0 a 10
Esperienze2014–2018 Abilitazione Scientifica Nazionale per Professore Associato nel settore concorsuale
02/A2–Fisica teorica delle interazioni fondamentali. Gli indicatori bibliometriciriportati per la commissione:
-il numero di pubblicazioni durante i ultimi 10 anni normalizzato per l’età accademicaè stato di 34-il numero di citazioni durante i ultimi 10 anni normalizzato per l’età accademica èstato di 59.6-l’indice contemporary h è stato di 11
Recensore2012–
PresenteReferee di Physical Review C
ISSN 1089-490X (online), 0556-2813 (print)
2012–Presente
Referee di Nuclear Physics A
ISSN 0375-9474Ricerca
2012–Presente
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).Istituzione Università di Barcellona. Dipartimento di Fisica.
Attività Didattica2013–2014 Correlatore tesi di laurea.Istituzione Università degli Studi di MilanoStudente Valentina Craveia
Titolo Elastic properties and collective modes of a neutron star crust (to be confirmed).
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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2013 Correlatore tesi triennale.Istituzione Università degli Studi di MilanoStudente Davide Basilico
Titolo Magnetic field effects on the composition of a neutron star outer crust (Italian).
2010–2011 Correlatore tesi di laureaIstituzione Università degli Studi di MilanoStudente Giacomo Pozzi
Titolo A Microscopic Model for the Collective Response in Odd Nuclei.
2009 Assistente di professore nel corso di secondo di “ESO” (fisica basica) durante ilCorso in Attitudine Pedagogica
Institution IES Les Corts, Barcellona, Spagna
2008–2010 Assistente di professore nel corso di Laboratori de Termodinàmica (Fisics), corsoobligatorio della laurea in Fisica
Institution Università di Barcellona.
Awards2011 Menzione Speciale nei “Dissertation Award in Nuclear Physics (2009-2011)” della
Divisione di Fisica Nucleare della Società di Fisica Europea.
Fellowships2012–2014 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 contrattodall governo spagnolo per il conseguimento dei corsi di Dottorato di Ricerca e dellaTesi corrispondente.
2005 Borsa del governo spagnolo per la collaborazione con la Sezione di Estructura iConstituents de la Matèria dell’Università di Barcellona.Questa collaborazione è stata sviluppata dentro il progetto di ricerca: Static andDynamic Properties of Correlated Bosonic and Fermionic Systems.
2000-2004 Borsa del governo spagnolo fornendo un supporto completo per le spesse universitarie.
Conoscenze InformaticheAvanzate OS: Linux, Windows
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Avanzate Fortran77
LanguagesSpagnolo NativoCatalano NativoInglese Parlo e scrivo correntementeItaliano Parlo e scrivo correntemente
Indicatori Bibliometrici delle mie pubblicazioni2008 Prima pubblicazione età accademica < 6 anni30 Numero totale di pubblicazioni pubblicazioni per anno > 5
{ In riviste di tipo A: 18{ In contributi a conferenze: 11{ In libri o capitoli: 1Source: Thompson & Reuters AuthorID: E-4541-2013{ Citazioni: 348 { Citazioni per anno > 55{ Indice h: 10 { Contemporary h: 11Source: Scopus (no data on 2013) AuthorID: 25641764000{ Citationi totali: 339 { Citazioni per anno > 65{ Indice h: 9 { Contemporary h: 12Source: Google Schoolar Citations{ Citationi totali: 512 { Citationi per anno > 85{ Indice h: 11 { Contemporary h: 12
Elenco PubblicazioniP1 Impact of the symmetry energy on the outer crust of non-accreting neutron stars
Autori X.Roca-Maza and J.PiekarewiczRivista Phys. Rev. C 78 025807Anno 2008
P2 Nuclear symmetry energy probed by neutron skin thickness of nucleiAutori M. Centelles, X. Roca-Maza, X. Viñas, M. WardaRivista Phys. Rev. Lett. 102 122502Anno 2009
P3 Neutron skin thickness in droplet model with surface width dependence: indicationsof softness of the nuclear symmetry energy
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Autori M. Warda, X. Viñas, X. Roca-Maza, M. CentellesRivista Phys. Rev. C 80 024316Anno 2009
P4 Analysis of bulk and surface contributions in the neutron skin of nucleiAutori M. Warda, X. Viñas, X. Roca-Maza, M. CentellesRivista Phys. Rev. C 81 054309Anno 2010
P5 Origin of the neutron skin thickness of 208Pb in nuclear mean-field modelsAutori M. Centelles, X. Roca-Maza, X. Viñas, M. WardaRivista Phys. Rev. C 82 054314Anno 2010
P6 Theoretical study of elastic electron scattering off stable and exotic nucleiAutori X.Roca-Maza,M. Centelles, F. Salvat, X, ViñasRivista Phys. Rev. C 78 044332Anno 2008
P7 Neutron skin of 208Pb, nuclear symmetry energy, and the parity radius experimentAutori X. Roca-Maza, M. Centelles, X. Viñas, M. WardaRivista Phys. Rev. Lett. 106 252501Anno 2011
P8 Relativistic mean field interaction with density dependent meson-nucleon verticesbased on microscopical calculations
Autori X. Roca-Maza, X. Viñas, M. Centelles, P. Ring and P. SchuckRivista Phys. Rev. C 84 054309Anno 2011
P9 Influence of the symmetry energy on the giant monopole resonance of neutron-richnuclei
Autori M. Centelles, S.K. Patra, X. Roca-Maza, B.K. Sharma, P.D. Stevenson, X. ViñasRivista J. Phys. G 37 075107Anno 2010
P10 Garvey-Kelson Relations for Nuclear Charge RadiiAutori J. Piekarewicz, M. Centelles, X. Roca-Maza, X. ViñasRivista Eur. Phys. J. A 46 379-386
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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Anno 2010
P11 Low-lying dipole response: isospin character and collectivity in 68Ni, 132Sn and208Pb
Autori X. Roca-Maza, G. Pozzi, M. Brenna, K. Mizuyama and G. ColòRivista Phys. Rev. C 85 024601Anno 2012
P12 Electric dipole polarizability and the neutron skinAutori J. Piekarewicz, B. K. Agrawal, G. Colò, W. Nazarewicz, N. Paar, P.-G. Reinhard, X.
Roca-Maza and D. VretenarRivista Phys. Rev. C 85 041302(R)Anno 2012
P13 Second-order equation of state with the full Skyrme interaction: toward new effec-tive interactions for beyond-mean-field models
Autori K. Moghrabi, M. Grasso, X. Roca-Maza and G. ColòRivista Phys. Rev. C 85 044323Anno 2012
P14 Constraints on the symmetry energy and neutron skins from experiments and theoryAutori 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 015803Anno 2012
P15 A new Skyrme interaction with improved spin-isospin propertiesAutori X.Roca-Maza, G. Colò and H. SagawaRivista Phys. Rev. C 86 031306(R)Anno 2012
P16 Localized form of Fock terms in nuclear covariant density functional theoryAutori Haozhao Liang, Pengwei Zhao, Peter Ring, Xavier Roca-Maza, and Jie MengRivista Phys. Rev. C 86 021302(R)Anno 2012
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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P17 Electron scattering in isotonic chains as a probe of the proton shell structure ofunstable nuclei
Autori X. Roca-Maza, M. Centelles, F. Salvat, X. ViñasRivista Phys. Rev. C 87 014304Anno 2013
P18 Giant Quadrupole Resonances in 208Pb, the nuclear symmetry energy and the neu-tron skin thickness
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 034301Anno 2013
P19 Electric Dipole Polarizability in 208Pb: correlations suggested by the Droplet ModelAutori X. Roca-Maza, M. Brenna, G. Colò, M. Centelles, X. Viñas, B. K. Agrawal, et al.Rivista In preparationAnno 2013
P20 Constraints on the symmetry energy near normal density from atomic masses andneutron skins in heavy nuclei
Autori X. Roca-Maza, X. Viñas, M. Centelles, and M. WardaRivista Invited contribution to the European Physical Journal A, special volume on nuclear
symmetry energy, in preparation.Anno 2013
P21 Influence of the single-particle structure on the nuclear surface and the neutron skinAutori M. Warda, M. Centelles, X. Viñas, and X. Roca-MazaRivista In preparationAnno 2013
Contributi a Conferenze e LibriC1 The Impact of the Nuclear Symmetry Energy on the Structure and Composition of
the Outer CrustAutori 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 Study of the neutron skin thickness of 208Pb in mean field models
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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Autori X. Roca-Maza, M. Centelles, X. Viñas, M. WardaRivista J. Phys. : Conf. Ser. 321 012052Anno 2011
C3 Nuclear symmetry energy and neutron skin thicknessAutori M. Warda, M. Centelles, X. Viñas and X. Roca-MazaRivista A. Phys. Pol. B 43 209Anno 2012
C4 Neutron skin thickness in neutron rich nuclei: bulk and surface contributions andshell effects
Autori X. Viñas, M. Warda, M. Centelles and X. Roca-MazaRivista Int. J. Mod. Phys. E 21 12500292Anno 2012
C5 Density dependence of the symmetry energy from neutron skin thickness in finitenuclei
Autori X. Viñas, M. Centelles, X. Roca-Maza, and M. WardaRivista AIP Conf. Proc. 1491 101Anno 2012
C6 The pygmy dipole strength, the neutron radius of 208Pb and the symmetry energyAutori X. Roca-Maza, M. Brenna, M. Centelles, G. Colò, K. Mizuyama, G. Pozzi, X. Viñas
and M. WardaRivista J. Phys. : Conf. Ser. 342 012009Anno 2012
C7 Sensitivity of the electric dipole polarizability to the neutron skin thickness in 208PbAutori X. Roca-Maza, B. K. Agrawal, G. Colò, W. Nazarewicz, N. Paar, J. Piekarewicz,
P.-G. Reinhard, D. VretenarRivista AIP Conf. Proc. 1491 204Anno 2012
C8 Local covariant density functional constrained by the relativistic Hartree-Fock the-ory
Autori H. Z. Liang, J. Meng, P. Ring, X. Roca-Maza, P. W. ZhaoRivista AIP Conf. Proc. 1491 230Anno 2012
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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C9 New Skyrme energy density functional for a better description of the Gamow-TellerResonance
Autori X.Roca-Maza, G. Colò and H. SagawaRivista Phys. Scr. T154 014011Anno 2013
C10 Low-lying dipole response in stable and exotic nucleiAutori M. Brenna, X. Roca-Maza, G. Colò, P. F. Bortignon, K. Mizuyama, and G. PozziRivista Phys. Scr. T154 014020Anno 2013
C11 Microscopic calculations beyond mean-field with zero-range effective interactionsAutori M. Brenna, G. Colò, P. F. Bortignon and X. Roca-MazaRivista EPJ Web of Conferences 38 04005Anno 2013C12 A beyond-mean-field example with zero-range effective interactions in infinite nu-
clear matterAutori K. Moghrabi, M. Grasso, X. Roca-Maza, G. Colò, and N. Van GiaiRivista EPJ Web of Conferences 38 06002Anno 2013C13 Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant Quadrupole Resonances and
Parity Violating Electron ScatteringAutori 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. WardaRivista EPJ Web of Conferences, in preparationAnno 2013
SeminariTitolo The nuclear symmetry energy: constraints from giant resonances and parity violat-
ing electron scatteringConferenza Talk at the International Nuclear Physics Conference 2013
Luogo Firenze (Italy) 2-7 June.Anno 2013
Titolo The Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant ResonancesConferenza Invited Seminar at the Physics Department of Surrey University
Luogo Guildford (UK) 14 May.Anno 2013
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/ 10/16
Titolo Elastic electron scattering as a revitalized experimental tool in modern nuclearphysics: a theoretical point of view.
Conferenza Internal Seminar of the Nuclear Physics SectionLuogo Milano (Italy) 8 May.Anno 2013
Titolo Local covariant density functional constrained by the relativistic Hartree-Fock the-ory.
Conferenza Internal Seminar of the Nuclear Physics SectionLuogo Milano (Italy) 6 May.Anno 2013
Titolo Parity Violating Asymmetry, Dipole Polarizability, and the Neutron Skin Thickness.Conferenza Invited talk at the Calcium Radius Experiment (CREX) Workshop at Jefferson Lab
Luogo Newport News (USA) 17-19 March.Anno 2013
Titolo Electron scattering as a probe of surface properties and proton shell structure ofunstable nuclei.
Conferenza Invited RIBF Nuclear Physics Seminar at RIKEN Nishina Center.Luogo Wako (Japan) 8 March.Anno 2013
Titolo The Nuclear Symmetry Energy: constraints from Giant Resonances.Conferenza Talk at the “Trobades de Nadal”.
Luogo Barcelona (Spain) 19-20 December.Anno 2012
Titolo New Skyrme energy density functional for a better description of charge-exchangeresonances.
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 208Pb.Conferenza Invited key note talk at the 2nd European Nuclear Physics Conference - EuPNC
2012.Luogo Bucharest (Romania) 16-21 September.Anno 2012
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/ 11/16
Titolo Dipole Polarizability and Parity Violating Asymmetry in 208Pb.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 208Pb.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 Pygmy dipole resonances in stable and unstable nuclei.Conferenza Talk at the 1st Topical Workshop on Modern Aspects in Nuclear Structure.
Luogo Bormio (Italy) 22-25 February.Anno 2012
Titolo The pygmy dipole strength, the neutron radius of 208Pb and the symmetry energy.Conferenza Talk at the II Iberian nuclear astrophysics meeting.
Luogo Salamanca (Spain), 22-23 September.Anno 2011
Titolo Relativistic mean field interaction with density dependent meson-nucleon verticesbased 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 SymmetryEnergy 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 skinthickness in finite nuclei.
Conferenza Talk at the JAPAN-ITALY EFES Workshop.Luogo Turin (Italy), 6-8 September.Anno 2010
Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225
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Titolo Density dependence of the nuclear symmetry energy estimated from neutron skinthickness in finite nuclei.
Seminario University of Milan. Physics Department.Luogo Milan (Italy), 3 November.Anno 2010
Titolo The Smoothness of Physical ObservablesSeminario University of Barcelona. Physics Department.
Luogo Barcelona (Spain), 29 May.Anno 2009
Breve Biografia ProfessionaleAttività di Ricerca Svolta
Ho iniziato la mia attività di ricerca nel 2005, durante il Dottorato di Ricerca. In questo periodo misono interessato a diversi aspetti di Fisica Nuclear. Uno degli argomenti principali di cui mi sonooccupato 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 inneutroni in materia nucleare infinita e manca ancora di una caratterizzazione precisa. Ha un impattosu una ampia varietà di sistemi fisici, dal molto grande: le dimensioni di una stella di neutroni o lasua composizione e struttura [P1,C1]; fino al molto piccolo: lo spessore della pelle di neutroni di unnucleo 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 sunuclei stabili ed esotici [P6, P17]. Questo studio è stato principalmente motivato dall’avvento indiversi laboratori di nuovi strumenti che usano fasci di ioni esotici (Radioactive Ion Beam) comeper esempio Elise al GSI, (Germania), o SCRIT a RIKEN,(Giappone), volti a misurare lo scatteringelastico di elettroni su nuclei esotici.
L’esperienza maturata ha permesso di collegare la conoscenza dell’energia di simmetria, la pelle dineutroni in nuclei e la dispersione elastica di elettroni su nuclei al fine di studiare i risultati, basatisull’approccio di campo-medio, per la recente misura della violazione di parità nel 208Pb (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 scatteringnucleone-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 modosoddisfacente utilizzando teorie efficaci di campo-medio, le previsioni di questo approccio per lamateria nucleare infinita non sempre sono in buon accordo con i calcoli disponibili "ab initio". Comeprimo tentativo di costruire un ponte tra calcoli "ab initio" e teorie efficaci, abbiamo sviluppato unmodello relativistico di campo-medio dove i vertici dell’interazione mesone-nucleone sono dipendentidella densità [P8].
Due lavori in più che abbiamo sviluppato durante questo periodo di tempo sono stati: l’analisiVia Pacini 34 – Milano, Italy 20131
H (+39) 338 117 00 94 • T (+39) 02 503 17 225B [email protected] • Í www.mi.infn.it/ jroca/ 13/16
teorica degli effetti della energia di simmetria sulla risonanza gigante di monopolo, un’eccitazionetipica nei nuclei atomici, nel caso di nuclei ricchi di neutroni [P9]; e uno studio sistematico di raggidi 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 mantenendouna certa continuità con la mia precedente esperienza. Ho iniziato lo studio delle eccitazioni nucleariusando sia la "Random Phase Aproximation" (RPA) sia l’approccio che prende in considerazionel’accoppiamento vibrazione-particella nel nucleo. In parte motivato dalla mia esperienza precedentesull’energia di simmetria e in parte motivato dal fatto che questa proprietà può essere correlataad un nuovo tipo di eccitazione esotica, abbiamo avviato un esame approfondito della cosiddettaeccitazione 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 confermareo rigettare la correlazione tra la risonanza pigmea di dipolo e l’energia di simmetria per mezzo diuna rigorosa analisi statistica (analisi di covarianza di alcuni modelli di campo-medio), nonché lacorrelazione prevista dai modelli di campo-medio tra la polarizzabilità dipolare e lo spessore dellapelle di neutroni dei nuclei medi e pesanti [P12,P19,C7]. In [P12,C7] sosteniamo che gli esperimentisulla polarizzabilità dipolare, insieme a esperimenti come PREx, ci possono permettere di migliorarela 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’energiadi simmetria a saturazione è correlata con lo spessore della pelle di neutroni e anche con la pendenzadell’energia di simmetria a saturazione.
Allo stesso tempo, ho avuto l’opportunità di approfondire l’approccio che prende in considerazionel’accoppiamento particela-vibrazione nei nuclei supervisionando, come correlatore, la Tesi Magistraledi Giacomo Pozzi (vedere attività didattica). In questa tesi, G. Pozzi ha sviluppato un modello origi-nale per il calcolo della risposta dipolare dei nuclei 67,69Ni, motivato dalla necessità di comprenderele 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 ordineperturbativo 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 secondoprogetto, in collaborazione tra Milano e Aizu (Giappone), abbiamo costruito una nuova interazionedi Skyrme (SAMi) che migliora alcuni inconvenienti di modelli di campo-medio esistenti, come ladescrizione delle proprietà di spin-isospin in nuclei [P15,C9]. Nel futuro prossimo, abbiamo anchein programma di includere la parte tensoriale nell’interazione efficace SAMi al fine di migliorareulteriormente 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 nuovatecnica per esprimere i termini di scambio (o Fock) in termini locali nel calcolo dell’energia ed altreproprietà [P16,C8]. Questo lavoro potrebbe fornire importanti implicazioni sia sulla costruzione dinuove interazioni efficaci che per lo sviluppo di tecniche al di là di campo medio in cui l’effetto deitermini di scambio devono essere inclusi. A questo proposito, il nostro primo passo è lo sviluppo diuna interazione efficace relativistica fittata usando una procedura simile a quella della Ref.[P8] main questo caso, usando le trasformazioni di Fierz per includere l’effetto dei termini di scambio (oFock).
Inoltre, lo sviluppo di una nuova tecnica sperimentale presso la Duke University (North Carolina)Via Pacini 34 – Milano, Italy 20131
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basata sull’uso di una sorgente che produce fotoni monocromatici e polarizzati ad un’elevataenergia, ha consentito di migliorare la precisione sulla determinazione della risonanza isovettoriale diquadrupolo. Questo fatto ha motivato il nostro studio teorico, basato su diversi modelli microscopici,di questo modo collettivo. Specificamente, abbiamo analizzato il collegamento dell’energia dieccitazione di questa risonanza [P18,C13] e della polarizzabilità quadrupolare [C13] con le proprietàdi isospin dell’interazione efficace nucleare.
Recentemente, seguendo i nostri studi sullo spessore della pelle di neutroni, abbiamo analizzato glieffetti delle proprietà di particella singola sulla formazione della pelle di neutroni e, in generale, sullasuperficie nucleare. A questo scopo, abbiamo analizzato le previsioni di diversi modelli di campomedio, lungo alcune catene isotopiche [P21].
Come accennato in precedenza, l’energia di simmetria è uno dei fili conduttori nei miei studi el’esperienza maturata su questo tema, così come le varie collaborazioni stabilite lungo la mia carrierascientifica, mi hanno permesso di partecipare alla stesura di a un articolo di riassunto a seguitodel simposio "NuSYM" tenuto nel 2011 allo Smith College, Northampton (USA) [P14]. Inoltresono stato invitato insieme a X. Viñas e M. Centelles dall’Università di Barcellona e M. Wardadall’Università di Lublino a scrivere una "review" su un volume speciale dedicato all’energia disimmetria 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 problemanucleare. Uno degli approcci più accurati e comunemente usati per la descrizione del nucleo sibasa su interazioni efficaci, sia nell’ambito relativistico che in quello non-relativistico. Le interazioniefficaci sono state tradizionalmente sviluppate a livello di campo medio. In questo schema, protonie neutroni sono trattati come particelle indipendenti. Tale approccio fornisce una descrizionepiuttosto accurata delle proprietà "bulk" dei nuclei e, in generale, meno accurata per le previsionidelle 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 studiodi nuclei finiti: in un primo momento, aggiungeremo le correlazioni al secondo ordine al di là dicampo-medio all’energia; per poi includere, in un approccio più realistico, l’interazione tra i gradi dilibertà nucleonici e vibrazionali. In entrambi i casi, i parametri dell’interazione efficace verrannonuovamente fittati per riprodurre alcuni dati empirici. Questo nuovo metodo si propone di produrreuna 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 nucleidispari utilizzando il metodo di accoppiamento particella-vibrazione e uno studio delle risonanze dispin-isospin in nuclei finiti con una nuova interazione non-relativistica di tipo Skyrme. In questainterazione vorremmo includere i termini tensoriali e fittarne i parametri con l’obiettivo di migliorareulteriormente la comprensione di queste eccitazioni nucleari e, superando in questo modo, alcuniproblemi esistenti nei canali spin-isospin di questo tipo d’interazioni.
Come brevemente evidenziato nelle attività di ricerca svolte, abbiamo anche in programma dicostruire una interazione efficace relativistica dove la Lagrangiana efficace contiene tutti i possibilicanali consentiti dalle simmetrie, cioè, scalare, vettoriale, pseudo-scalare, pseudo-vettoriale e terminitensoriali sia nel canale isoscalare sia in quello isovettoriale. Solo quattro di questi canali sarannofittati a dati sperimentali e il resto sarà fissato auto-consistentemente durante i calcoli tipo Hartree
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tramite le trasformazioni di Fierz. In questo modo lo spazio di parametri è ridotto, il potere predittivodell’approccio non è compromesso e le difficoltà insite nei termini di scambio o Fock sono evitatimantenendo i loro effetti in modo efficace ma efficiente.
La recente determinazione sperimentale del cosiddetto "analyzing power" nello scattering di elettronipolarizzati sul 208Pb presso il Jefferson Laboratory (USA) ha stabilito un nuovo "puzzle" per i teoricinucleari. L’"analyzing power", o asimmetria trasversale, è pari a zero nella prima approssimazione diBorn e diversa da zero nell’esperimento. In realtà, è stato dimostrato che l’asimmetria trasversale èdominata, in nuclei leggeri, dallo scambio di due fotoni. Tuttavia, lo stesso tipo di calcoli fallisconodrammaticamente nel caso del 208Pb. A questo riguardo, prevediamo di includere l’effetto delledistorsioni nella funzione d’onda dovute all’interazione coulombiana – trascurate in precedenza nelcanale inelastico e che dovrebbero essere più importanti in nuclei pesanti– nei calcoli di questaosservabile, 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 respon-sabile del polarimetro di Mott con l’obiettivo di migliorarne le prestazioni. Questo permetterebbeavere un impatto in esperimenti futuri importanti per lo studio delle interazioni fondamentali.
Infine, l’impianto esperimentale "Self-Confining Rare Isotope Target" (SCRIT) diventerà completa-mente operativo il prossimo anno e sarà uno strumento sperimentale unico al mondo per lo studiodelle proprietà fondamentali in nuclei esotici. Le prime misure determineranno la distribuzioneelettromagnetica negli isotopi sconosciuti dello stagno attraverso lo scattering elastico di elettroni.L’obiettivo iniziale sarà misurare lo 132Sn. Anche se non è ancora previsto, la misura della rispostadi dipolo in nuclei esotici potrebbe essere fattibile utilizzando l’impianto SCRIT tramite lo studiosperimentale di elettroni inelasticamente dispersi a 180 gradi. Motivati da questi sviluppi sperimentali,ci proponiamo di studiare l’influenza delle proprietà isovettoriali dell’interazione efficace nuclearesulla determinazione sperimentale del raggio di carica elettromagnetica e della polarizzabilità didipolo elettrico in un nucleo esotico come il 132Sn. In caso di successo, la misura di questi dueosservabili lungo una catena d’isotopi, utilizzando la stessa struttura esperimanetale, sarà fortementeincoraggiata, a causa del fatto che misure sistematiche ridurranno le incertezze sperimentali sullequantità studiate e, si spera, anche sulle proprietà dell’energia simmetria intorno alla densità disaturazione.
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