Fisica delle particelle DPhil

University of Oxford

Il lavoro di questo sotto-dipartimento di livello mondiale riguarda la fisica sperimentale delle particelle, l'astrofisica delle particelle e la fisica degli acceleratori. La fisica delle particelle è lo studio dei costituenti fondamentali della materia e delle loro interazioni. Ciò avviene sia direttamente con gli acceleratori che creano le particelle oggetto di studio, sia osservando le particelle ad alta energia dallo spazio.

Il sotto-dipartimento è uno dei più grandi del Regno Unito ed è ben attrezzato per svolgere ricerche su un'ampia gamma di argomenti, dallo studio delle nuove particelle prodotte dagli acceleratori ad alta energia ai neutrini, alla materia oscura e all'energia oscura nell'Universo. Gli esperimenti del sotto-dipartimento vengono svolti in strutture di tutto il mondo, in Svizzera, Giappone, Stati Uniti e Canada.

Trascorrerai metà del primo anno in un corso di lezioni oltre a iniziare la tua ricerca e, se opportuno, trascorrerai il secondo anno in loco presso il tuo esperimento. I laboratori qui a Oxford e gli esperimenti presso strutture estere offrono l'accesso a un ambiente altamente tecnologico e a un'eccellente formazione alla ricerca, direttamente applicabile a un'ampia gamma di campi.

L'acceleratore più grande del mondo, il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, è in funzione e nel 2012 è stato scoperto il bosone di Higgs, una particella che si pensa dia massa a tutte le particelle elementari. La comprensione delle sue proprietà è uno degli obiettivi principali dell'esperimento ATLAS. Il gruppo di Oxford è anche impegnato nella ricerca di nuove particelle previste dalla Supersimmetria e di altre che vanno oltre le teorie del Modello Standard. La delucidazione della violazione CP, uno dei misteri della fisica delle particelle, è l'obiettivo dell'altro esperimento LHC del sotto-dipartimento, LHCb. Per entrambi gli esperimenti dovrai ottenere e analizzare i dati provenienti dalla macchina a più alta energia del mondo.

Il sotto-dipartimento è anche coinvolto nello studio delle oscillazioni e delle proprietà dei neutrini presso l'esperimento T2K in Giappone, MicroBooNe e DUNE negli Stati Uniti e presso il Sudbury Neutrino Observatory (SNO ) in Canada.

Il sotto-dipartimento ha partecipato per molti anni alla ricerca diretta della materia oscura e sono ora disponibili borse di studio associate al progetto LZ. Recentemente ha avviato un programma in collaborazione con il sotto-dipartimento di astrofisica per chiarire la natura dell'energia oscura con il Legacy Survey of Space and Time (LSST) dell'Osservatorio Vera C Rubin.

Il futuro della fisica delle particelle si basa sullo sviluppo di nuovi strumenti per la rilevazione delle particelle e di nuove idee nella fisica degli acceleratori. Il sotto-dipartimento è fortemente coinvolto nello sviluppo di queste aree. Dispone di strutture eccellenti per costruire i nuovi rivelatori al silicio necessari per il miglioramento della luminosità dell'LHC e per altre applicazioni.

Il sotto-dipartimento svolge un ruolo importante nel programma sperimentale ProtoDune al CERN, progettato per testare e convalidare le tecnologie della camera di proiezione temporale ad argon liquido per la costruzione del rivelatore lontano DUNE presso la Sanford Underground Research Facility (SURF).

Inoltre, grazie al John Adams Institute, gli studenti possono partecipare a una serie di progetti sugli acceleratori che potrebbero essere utilizzati nella fisica delle alte energie, nella fisica nucleare, come sorgenti di raggi X e in applicazioni mediche.