Tiziano Peraro, ricercatore in fisica teorica dell’Università di Bologna e membro della iniziativa specifica QFT@Colliders dell’INFN, ha vinto uno dei prestigiosi ERC Starting Grant 2021, assegnati dallo European Research Council [1].
Dopo avere ottenuto il suo PhD al Max Planck Institute for Physics e alla Università TUM a Monaco di Baviera, Tiziano ha lavorato come ricercatore postdoc a Edimburgo, Mainz e Zurigo. Da Settembre 2020 è ricercatore e docente nel settore teorico presso l’Università di Bologna e associato all’INFN.
La sua attività scientifica si svolge nell’ambito della fisica teorica delle interazioni fondamentali e la relativa fenomenologia, con lo scopo di individuare i costituenti più elementari della natura – le cosiddette particelle elementari – e comprendere le loro interazioni. Il progetto di ricerca, per il quale ha ottenuto un fondo ERC di circa 1.1 milioni di euro, ha l’obbiettivo di sviluppare nuove tecniche per effettuare previsioni teoriche ad alta precisione ed utilizzarle per la caratterizzazione delle interazioni che coinvolgono il bosone di Higgs e il quark top.
Queste nuove previsioni saranno confrontate con misure ad alta precisione condotte in esperimenti d’urto ad alte energie, come quelli in corso al Large Hadron Collider (LHC) al CERN di Ginevra. Questo permetterà di individuare o aspetti non ancora compresi della dinamica del Modello Standard oppure, se presente, nuova fisica. Gli studi di Tiziano si occupano di come ottenere previsioni teoriche precise, ossia ad alto ordine perturbativo, in particolare per processi complessi rilevanti per l’LHC e che coinvolgono molte particelle nello stato finale.
Tiziano ha sviluppato nuove tecniche matematiche e computazionali che hanno permesso di effettuare enormi passi avanti nella determinazione di ampiezze a più loops. Tra le altre, tecniche di campi finiti e ricostruzione razionale consentono di sostituire complessi calcoli algebrici con calcoli molto più semplici che coinvolgono “piccoli” numeri interi. Tiziano è stato il precursore di queste tecniche e del loro utilizzo nel calcolo ad alta precisione di osservabili a molte particelle nello stato finale. Sviluppando ulteriormente queste tecniche sarà possibile ottenere previsioni teoriche ad alta precisione per processi chiave a LHC come la produzione associata di una coppia di quark tops e il bosone di Higgs.
Il progetto di ricerca di Tiziano ha una durata di cinque anni, con vari obiettivi che vanno dallo sviluppo di nuove tecniche e di nuovi metodi computazionali all’avanguardia, fino all’ottenimento di predizioni teoriche da confrontare con i dati sperimentali, unendo diversi campi della fisica, della matematica e dell’informatica. È uno dei 397 progetti di ricerca (su più di quattromila presentati) vincitori di un ERC Starting Grant quest’anno e l’unico di questi nel campo dello studio dei costituenti fondamentali della materia (PE2) vinto presso un’istituzione italiana.
[1] https://erc.europa.eu/sites/default/files/document/file/erc_2021_stg_results_all_domains.pdf