ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giovanni VENTURI

Rappresentante nazionale: Giovanni VENTURI Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Dinamica classica e quantistica di oggetti relativistici estesiDualità in teoria dei campi e di stringa

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

BO11 Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

BO, TN, CO, TS Sezioni partecipanti all'esperimento

CALIFORNIA STATE POLYTECHNIC UNIVERSITY POMONA, CA. USADIPARTIMENTO DI FISICA, Istituzioni esterne UNIVERSITA’ DI OSIJEK − CROAZIA all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO11 4 Struttura Resp. loc.: Giovanni VENTURI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Collaborazione con altri gruppi 4,0 4,0

R. Brandenberger, Brown University, 2 weeks, status of back−reaction of 1,0 cosmological perturbations 1,0 A. Starobinsky, Landau Institute, 2 weeks, stochastic formalism and quantum field 1,5 3,5 theory in curved space−times C. Germani, post−doc DAMTP, 4 weeks, gravitational collapse in brane−world Partecipazione a Conferenze e Collaborazioni con istituzioni estere 16,0 16,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 23,5 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO11 4 Struttura Resp. loc.: Giovanni VENTURI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

L'attività di ricerca dell'iniziativa specifica Bologna11 si colloca al crocevia tra la teoria quantistica dei campi, la relatività generale e la teoria delle stringhe. L'oggetto di studio principale è l'interazione tra la materia descritta da teorie quantistiche dei campi ed il campo gravitazionale non quantizzato, con applicazioni all'inflazione,all'entropia di diversi tipi di buchi neri, alla retroazione nel collasso gravitazionale e a modelli quantistici sull'universo di de Sitter che è il più semplice modello con espansione accelerata data dalla pura costante cosmologica. L'iniziativa specifica comprende anche lo studio di modelli classici per descrivere la componente oscura dell'energia che è all'origine dell'espansione accelerata dell'universo, quali il gas di Chaplygin, i tachioni e gli universi detti di "brana" che emergono dal contesto più generale della teoria delle stringhe. In questo ambito le ricerche si estendono ai modelli di Kaluza−Klein con T−dualità ed alle corrispondenze AdS/CFT e dS/CFT. Parole chiave: Fisica dei buchi neri, Cosmologia, Modelli multidimensionali, Teorie quantistiche di campo in spazio−tempi curvi, Teorie quantistiche di campo non−commutative. Keywords: Black hole physics, Cosmology, Multidimensional models, Quantum field theory in curved space−time, Non−commutative quantum field theories.

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO11 4 Struttura Resp. loc.: Giovanni VENTURI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giovanni VENTURI

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 4,0 3,5 16,0 23,5 0,0 MI 2,0 8,0 6,0 16,0 0,0 TN 6,0 2,0 9,0 17,0 0,0 TS 4,0 4,5 8,0 16,5 0,0

TOTALI 16,0 18,0 39,0 73,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giovanni VENTURI

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 BO11: QUANTUM AND SEMICLASSICAL GRAVITY, BLACK HOLES AND COSMOLOGY

INTRODUCTION AND MOTIVATION:

It is commonly accepted that in order to describe systems for which both quantum and general relativistic effects are important, one needs a quantum theory of all interactions, thereby including gravity. In particular, the latter is essential for the description of the physics of the primordial Universe and is also considered necessary for the purpose of solving the paradoxes and elucidating the still mysterious aspects of the physics of black holes. While waiting for such a theory to be consistently formulated, and possibly in a form which can be concretely used, an approach which has proved useful is that in which quantum fields describing matter and radiation interact with the nonquantized gravitational field. The general scheme arising from this approach takes the name of quantum field theory on curved spacetimes and some of the most significant constructions and theoretical predictions of the last 30 years have taken place within this context, the examples of largest impact being the prediction of black hole evaporation and the inflationary paradigm.

Our activity is based mainly on such an approach and employs methods that are at the interface between quantum field theory, general relativity and , with applications to cosmological inflation, to the entropy of different types of black holes, to back−reaction in gravitational collapse and to quantum models on the de Sitter universe, the latter being the simplest cosmology with an accelerated expansion given by a pure cosmological constant. Also worth studying are classical models for the description of the dark energy component, which is at the origin of the accelerated expansion of the universe. These models include the Chaplygin gas, alternative higher order gravitational theories, and the so−called "brane" universes, which arise from the more general context of string theory. In this context the research extends also to the Kaluza−Klein models with T−duality and to the AdS/CFT and dS/CFT correspondences.

The participants in the BO11 collaboration are associated with the INFN groups of 4 Universities: Bologna (BO), Como (CO), Trento (TN) and Trieste (TS), and their activities can be divided into three main (partially overlapping) topics: Black holes (BH), Theoretical Cosmology (TC) and General Theory (GT). Further, besides individual contacts, a yearly meeting involving most participants is held, also occasionally inviting representatives of other related INFN activities (see e.g. www−th.bo.infn.it/activities/bo11/).

SOME RECENT RESULTS:

To further illustrate our activity we single out some results that we think are particularly significant obtained in the above topics during the past few years.

A) BLACK HOLES

[BH1] R. Casadio and B. Harms, "Can black holes and naked singularities be detected in accelerators?", Int. J. Mod. Phys. A17 (2002) 4635 [see also: Phys. Rev. D 64 (2001) 024016; Phys. Lett. B 487 (2000) 209]. The conditions for the detectability of black holes and naked singularities in colliders at TeV−scales if the spacetime is higher dimensional have been studied. With one warped extra dimension, microcanonical corrections can make tiny black holes (meta)stable and, if the total charge is non−zero, naked singularities do not occur provided the electromagnetic field is strictly confined on an infinitely thin brane. With more flat extra dimensions, a phase transition between black strings and black holes was conjectured and the microcanonical decay rates analyzed.

[BH2] G.L. Alberghi, R. Casadio and G.Venturi, "Thermodynamics for radiating shells in anti−de Sitter space−time", Phys. Lett. B557 (2003) 7 [see also Phys. Lett. B 571 (2003) 245]. A thermodynamical description for the quasi−static collapse of radiating, self−gravitating spherical shells of matter in anti−de Sitter spacetime is obtained. The specific heat at constant area may diverge before a black hole forms, thus suggesting the possibility of a phase transition occurring during the collapse. Semiclassical radiation emitted as a non−adiabatic quantum effect when the shell matter is bosonic has also also obtained.

[BH3] R. Casadio, "On dispersion relations and the statistical mechanics of Hawking radiation", Class. Quantum Grav. 19 (2002) 2453 [see also Ann. Phys. 307 (2003) 195]. It is shown that trans−Planckian frequencies do not affect the spectrum of Hawking radiation since Hawking particles are produced sufficiently far away from the horizon and reach infinity with a relatively small gravitational red−shift. The result is then generalized to models with extra flat spatial dimensions.

[BH4] V. Moretti and N. Pinamonti, "Aspects of hidden and manifest SL(2,R) symmetry in 2D near−horizon black−hole backgrounds," Nucl. Phys. B 647 (2002) 131. The invariance under unitary representations of the conformal group SL(2,R) of a quantum particle is rigorously investigated in two−dimensional spacetimes containing Killing horizons and the limit of the near−horizon approximation is considered. The whole Hilbert space turns out to be an irreducible unitary representation of SL(2,R) and the time evolution is embodied in the unitary representation.

B) THEORETICAL COSMOLOGY

[TC1] A. Y. Kamenshchik, U. Moschella and V. Pasquier, "An alternative to quintessence", Phys. Lett. B511 (2001) 265. Recent observations point towards the existence of a new type of energy, called dark, that dominates the energy content of the universe. In this paper a new model, called the Chaplygin gas cosmological model (after the early 20−th century hydrodynamicist Chaplygin) has been introduced and discussed. The novelty of the model is that it is the first to suggest a unified description of dark energy and dark matter, together with a possible solution for the so−called cosmic conundrum problem. It predicts that the cosmological constant will increase with time. The paper has inspired many other studies and today provides one of the most studied descriptions of dark energy.

[TC2] V. Gorini, A. Y. Kamenshchik, U. Moschella and V. Pasquier, "Tachyons, scalar fields and cosmology," arXiv: hep−th/0311111, to appear in Phys. Rev. D. A sort of correspondence existing between tachyons and minimally coupled scalar fields is constructed. This leads to the study of a specific one−parameter family of tachyonic models based on a perfect fluid mixed with a positive cosmological constant. For positive values of the parameter one needs to modify Sen's action and use the sigma process of resolution of singularities. For particular choices of the initial conditions the universe, that does mimic for a long time a de Sitter−like expansion, ends up in a finite time in a special type of singularity that we call a "big brake". This singularity is characterized by an infinite deceleration.

[TC3] F. Finelli and R. H. Brandenberger, "Parametric amplification of metric fluctuations during reheating in two field models", Phys. Rev. D 62 (2000) 083502. The parametric amplification of super−Hubble−scale scalar metric fluctuations is studied at the end of inflation in two−field models of inflation. It is shown there can be a large growth of fluctuations due to parametric resonance, an effect that is not taken into account by the conventional theory of isocurvature perturbations.

[TC4] D. Carturan and F. Finelli, "Cosmological Effects of a Class of Fluid Dark Energy Models", Phys. Rev. D68 (2003) 103501. The impact of a generalized Chaplygin gas as a candidate for dark energy on CMB anisotropies is studied in order to show how the CMB anisotropies induced by this class of models differ from a Lambda−Cold Dark Matter model.

[TC5] L.Amendola, F.Finelli, C.Burigana and D.Carturan, "WMAP and the Generalized Chaplygin Gas", JCAP 0307 (2003) 005. The WMAP and SNIa data are compared with models having a generalized Chaplygin gas as dark energy and unified models.

[TC6] F. Finelli, G. Marozzi, G. P. Vacca, and G. Venturi, "Energy−Momentum Tensor of Cosmological Fluctuations during Inflation", in press in Phys. Rev. D [gr−qc/0310086] [see also Phys. Rev. D 65 (2002) 103521]. The renormalized energy−momentum tensor (EMT) of quantum fluctuations in chaotic inflation with a quadratic potential is studied. Our procedure generalizes previous textbook treatment studied only for de Sitter to inflationary spacetimes. When metric fluctuations are included, the renormalized EMT is characterized by a negative energy density which acts against expansion.

[TC7] R. Casadio and L. Mersini, "Short distance signatures in cosmology: why not in black holes?", Int. Jour. Mod. Phys. A 19 (2004) 1395 [see also Phys. lett. B579 (2004) 1]. It is shown that trans−Planckian frequencies can affect the spectrum of primordial fluctuations, contrarily to what happens in black hole physics [BH3]. Power−law inflation is then studied in details for a specific choice of initial conditions for the quantum state of modes that enter the sub−Planckian regime which induce a modulation in the CMB. [TC8] I. Brevik, S. Nojiri, S. D. Odintsov and L.Vanzo, "Entropy and universality of Cardy−Verlinde formula in dark energy universe", arXiv: hep−th/0401073, to appear in Phys Rev D (2004). The entropy of a FRW universe filled with dark energy (cosmological constant, quintessence or phantom) is studied. The corresponding expression is similar to 2D CFT entropy only for conformal matter. At the same time, the cosmological Cardy−Verlinde formula relating three typical FRW universe entropies remains universal for any type of matter.

[TC9] G. Cognola, E. Elizalde, S. Nojiri, S. D. Odintsov, and S. Zerbini, "Multi−graviton theory from a discretized RS brane−world and the induced cosmological constant", arXiv: hep−th/0312269. A multi−graviton theory with non−nearest−neighbor couplings in the theory space is proposed. The resulting four−dimensional discrete mass spectrum reflects the structure of a discretized extra dimension. For a plausible mass spectrum motivated by the discretized Randall−Sundrum brane−world, the induced cosmological constant turns out to be positive and may serve as a quite simple model for the dark energy of our accelerating universe.

C) GENERAL THEORY

[GT1] D. Klemm and L. Vanzo, "De Sitter gravity and Liouville theory", JHEP 0204 (2002) 030. The spectrum of conical defects in three−dimensional de Sitter space is shown to be in one−to−one correspondence with the spectrum of vertex operators in Liouville conformal field theory. It is shown that classical de Sitter gravity encodes the quantum properties of Liouville theory. The Seiberg bound for vertex operators translates on the bulk side into an upper mass bound for classical point particles. Bulk solutions with cosmological event horizons correspond to microscopic Liouville states, whereas those without horizons correspond to macroscopic (normalizable) states.

[GT2] J. Bros, H. Epstein and U. Moschella, "The asymptotic symmetry of de Sitter spacetime", Phys. Rev. D 65 (2002) 084012. A set of Euclidean conformal correlation functions on the boundary of a de Sitter space from an interacting bulk quantum field theory with a certain asymptotic behavior is explicitly performed. The status of the boundary theory w.r.t. reflection positivity is discussed; the conclusion is that no obvious physical holographic interpretation is available.

[GT3] J. Bros, H. Epstein and U. Moschella, "Towards a general theory of quantized fields on the anti−de Sitter space−time", Commun. Math. Phys 231 (2002) 481. A general framework for studying quantum field theory on the anti−de−Sitter space−time is proposed, based on the assumption of positivity of the spectrum of the possible energy operators. In this framework the n−point functions are shown to be analytic in suitable domains of the complex AdS manifold, that it is possible to Wick rotate to the Euclidean manifold and come back, and that it is meaningful to restrict AdS quantum fields to Poincare' branes. A complete characterization of two−point functions is also given. Finally the existence of the AdS−Unruh effect is proven for uniformly accelerated observers on trajectories crossing the boundary of AdS at infinity, while that effect does not exist for all the other uniformly accelerated trajectories.

[GT4] A. Smailagic and E. Spallucci, "Isotropic representation of the noncommutative 2D harmonic oscillator'', Phys. Rev. D 65 (2002) 107701. The two−dimensional noncommutative harmonic oscillator is shown to have an isotropic representation in terms of commutative coordinates. The noncommutativity in the new mode, induces energy level splitting, and is equivalent to an external magnetic field effect.

[GT5] A. Smailagic, E. Spallucci and T. Padmanabhan, "String theory T−duality and the zero point length of spacetime", arXiv: hep−th/0308122. It has been conjectured that the quantum gravity will act as a UV regulator in the low energy limit of quantum field theory. Earlier work has shown that if the path integral defining the quantum field theory propagator is modified, so that the amplitude is invariant under the duality transformation L −−> 1/L where L is the length of the path, then the propagator is UV−finite and exhibits a "zero−point length" of the spacetime. By an explicit path integral computation, the lowest order string theory correction to the propagator is shown to coincide with the expression obtained by the hypothesis of path integral duality.

[GT6] A. Tronconi, G.P. Vacca and G. Venturi, "The Inflaton and Time in the Matter−Gravity System", Phys. Rev. D67 (2003) 063517. The emergence of time in the matter−gravity system is addressed within the context of the inflationary paradigm in the quantum minisuperspace. Normal matter is seen to experience a time evolution due to the coarse averaging of the gravitational wave function. An analogy with the emergence of a temperature in statistical mechanics is also pointed out as well as differences with respect to the Born−Oppenheimer approach of Phys. Rev. D 39 (1989) 2436.

A more complete list of publications during the past 3 years by the members of the collaboration is visible in the complete BO11 proposal.

FUTURE DIRECTIONS:

A) BLACK HOLES

In the contexts of black hole physics we intend to pursue three main lines of research: 1) the back−reaction problem. The issue of determining the correct metric for an evaporating black hole is particularly demanding because the symmetries of the system are not powerful enough to constrain the equations to a simple form. One must then employ further approximations such as reducing ad hoc the degrees of freedom. Simplified models of collapsing matter, such as homogeneous spheres and shells, will be used to address the whole process of black hole formation and evaporation, since the two stages overlap in time for a distant observer. Techniques of canonical quantization, renormalization in a curved background, and the WKB approximation for the matter wave modes will also be employed. Finally, we will consider generalizations to models with extra spatial dimensions in the light of the holographic AdS−CFT correspondence for warped brane−worlds (BO). 2) The microscopic interpretation of black hole entropy. This is still a fundamental unsolved problem. The use of techniques related to 2−dimensional conformal field theory plays an important role and the use of Cardy formula for counting states is normally advocated. The issues concerning quantum fields living near, or exactly on, the event horizon of a black hole, the Virasoro algebra and related computation of the central charge will be considered in specific models (TN, BO). Furthermore, since one of the holographic theorems proved by us is formulated in an algebraic way (thus having no dependence on the quantum state), there may exist a C* algebra formulation of the extension of the holographic process to the whole Minkowski space−time (TN). 3) Quasi−normal modes of a generic D−dimensional black hole. Such perturbations, also known as "ringing modes" in analogy with the decaying modes of a bell, are believed to represent black hole degrees of freedom. Their properties and relation with black hole degeneracy and entropy will be investigated (TN) and a possible interpretation in terms of conformal horizon states pursued (TN, BO).

B) THEORETICAL COSMOLOGY

We again list the main lines of research according to the following points: 1) The back−reaction issue also arises in inflationary cosmology. Indeed the renormalised back−reaction of quantum scalar cosmological fluctuations has already been examined for the case of a minimally coupled massive inflaton leading to chaotic inflation with a time dependent Hubble parameter [TC6]. Analogous considerations have to be performed for tensor gravitational fluctuations (gravitons) both in de Sitter and quasi−de Sitter space times (BO). 2) It has been shown that trans−Planckian frequencies can play a role in cosmology [TC7]. The Born−Oppenheimer approach to the matter−gravity system allows for an estimate of the effect of quantum gravitational fluctuations which will be cast in the form of modified dispersion relations to be checked against CMB data. Furthermore, the issue of trans−Planckian frequencies has to be addressed within the context of the coarse graining approach used in the introduction of time [GT6]. 3) The observation of the dark component of the energy of the universe has given a strong boost to the investigation of dynamical models of such energy. Available models are of a phenomenological type, namely theories of scalar fields with potentials not derived from fundamental theories, while waiting for new and more precise observations to tell us whether dark energy is truly a constant or evolves and how does it evolve. We elaborated one of such models known as Chaplygin gas [TC1] (a fluid with properties related to some aspects of string theory), which describes the transition from an epoch of decelerated expansion to an accelerated one that is asymptotically de Sitter in a natural way. Another important characteristic of the model is that it may in principle describe dark energy and dark matter in a unified way. Following this line of research we wish to continue the study of the cosmological applications of the Chaplygin gas (BO,CO) and to examine more closely its relation with the classical field models, tachyons in particular, which may give rise to the same cosmic evolution. Preliminary results indicate that these models exhibit a very rich dynamics, with a sometimes seemingly chaotic behaviour. In this context,essential is the use of methods of qualitative analysis of dynamical systems, such as the theory of the resolution of singularities à la Arnold. Furthermore, we intend to study the Tolman−Oppenheimer−Volkov equations in the presence of dark energy, in its different modellings. 4) D−brane inspired cosmological models ("brane−universes"), are also currently under investigation. In particular, a 3−brane embedded in a six−dimensional spacetime induces curvature only in the extra dimensions. In these models there is still a question of fine tuning that has to be addressed, since although the branes themselves do not curve the observed four dimensions, the bulk components of matter do, and they have to be fine tuned in order to get (almost) zero four−dimensional vacuum energy. In order to avoid unnatural fine−tuning we propose a different strategy, i.e. to formulate a conformally invariant, gauge−type formulation of 3−branes in six dimensions. In this way we expect that both bulk and singular brane contributions will share the fundamental feature of curving only the extra dimensions [TS]. 5) If the dark energy does indeed correspond to a pure cosmological constant, then our universe will asymptotically tend to a de Sitter spacetime. In this context, we intend to study scattering theory and the possible formulation of an asymptotic condition in the presence of a positive cosmological constant (de Sitter) with the aim of exploring its consequences on microphysics. A de Sitter S−matrix has been often evoked in the context of string theory. However, the usual Haag−Ruelle asymptotic theory is based on concepts which are characteristic of Minkowski spacetime, such as the invariance under a commutative group of translations and the ensuing spacetime Fourier representation (the energy−momentum space), but which are no longer available in the presence of a positive cosmological constant, since translations do not commute in de Sitter. In order to investigate these problems we first of all wish to study wave packets using the analytic "plane wave" basis introduced by us [TC2]. A preliminary investigation indicates that it is possible to reproduce Ruelle's analysis and introduce the usual notion of particle in regions (laboratories) whose linear dimension is small compared with the de Sitter radius whereas the asymptotic behaviour seems to be radically different, entailing drastic consequences on the notion itself of elementary particle and of the latter's stability. A second important issue is the study of diffusion amplitudes in position space, which the absence of commutativity makes technically very difficult (e.g. one does not have conservation of energy−momentum). We expect significant differences compared to the Minkowskian case which may be physically important, given the by now commonly accepted existence of a nonvanishing cosmological constant (CO). 6) A duality between de Sitter space and conformal field theories has been recently conjectured (dS/CFT correspondence). This correspondence would would permit the microscopic counting of degrees of freedom of the entropy associated with the de Sitter horizons via a generalized Cardy formula. The three−dimensional de Sitter space will be investigated, making use of the known result that the dual conformal field theory is a Liouville theory. The higher dimensional de Sitter case, where little is known, is also of interest (TN). C) GENERAL THEORY

As for general theory, we shall mostly focus on noncommutativity and its possible phenomenological aspects. A minimum length can be introduced in the fabric of spacetime by assuming that the coordinates are noncommuting operators rather than commuting numbers. However, a noncommutative field theory is not defined in terms of noncommuting coordinates, but rather in terms of a noncommuting product, say the Moyal product, between functions of ordinary commuting coordinates. While mathematically sound, this approach suffers from severe technical problems like the breaking of Lorentz symmetry and the loss of unitarity at the quantum level. In alternative to the Moyal *−product approach, we recently proposed a two−dimensional model, i.e. a quantum field theory on a noncommutative plane, formulated in terms of coherent states of the noncommutative coordinates. We found a Feynman propagator exponentially damped at high energy, with the noncommutative parameter theta playing the role of ultraviolet cutoff. We propose to extend our approach to higher dimensions by means of "minimum uncertainty'' states replacing the two−dimensional coherent states of the noncommutative plane. The hope is that the resulting effective quantum field theory will be ultraviolet finite and Lorentz invariant (TS). Such a quantum field theory will then be employed to study topics of phenomenological interest, such as the cosmological constant and curved spacetime effects, and high precision measurements in QED (TS, BO). Further investigations, involving spacetime causality and the Lorentzian non commutative geometry will also be carried out (TN). Lastly, general relativistic shells have been useful models in many astrophysical/cosmological situations. Their description in terms of Israel's junction conditions solves the problem of their classical dynamics, but still open is the quest to understand their quantum properties. In this context models are being developed which have a consistent quantum description of such a gravitational system (TS). C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 1995 0,5 1,0 3,6 5,1 1996 0,5 1,0 4,6 6,1 1997 1,0 5,1 6,1 1998 1,0 5,1 6,1 1999 1,0 1,5 5,0 7,5 2000 1,5 1,5 7,2 10,2 2001 5,0 3,0 13,0 21,0 2002 7,0 1,5 10,5 19,0 2003 7,0 3,0 10,5 20,5 2004 5,0 1,5 13,0 19,5

TOTALE 29,5 14,0 77,6 121,1

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giovanni VENTURI

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 16,0 18,0 39,0 73,0 2006 17,0 18,0 40,0 75,0

TOTALI 33,0 36,0 79,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 148,0

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO11 4 Struttura Resp. loc.: Giovanni VENTURI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Alberghi Gian Luigi AsRic 4 100 2 Benini Riccardo Dott. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Casadio Roberto R.U. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Di Marco Fabrizio B.P.D. 4 100 Qualifica 5 Finelli Fabio C.N.R 4 100 TECNICI 6 Gruppuso Alessandro C.N.R 4 100 N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica 7 Luzzi Mattia Dott. 4 100 tecnica 8 Marozzi Giovanni B.P.D. 4 100 9 Mazzacurati Lorenzo DIS 4 100 10 Salvadore Michele Dott. 4 100 11 Tronconi Alessandro B.P.D. 4 100 12 Vacca Gian Paolo Ric. 4 100 13 Venturi Giovanni P.S. 4 100

Numero totale dei ricercatori 13 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 13 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giovanni VENTURI

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Paolo PASINI

Rappresentante nazionale: Paolo PASINI Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI MODELS AND SIMULATIONS IN STATISTICAL AND QUANTUM MECHANICS

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

BOLOGNA, PADOVA Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

CONTINUAZIONE Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO12 4 Struttura Resp. loc.: Paolo PASINI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Collaborazioni e Conferenze Nazionali 5,0 5,0

Collaborazioni e Conferenze Internazionali 12,0 12,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 17,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO12 4 Struttura Resp. loc.: Paolo PASINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

L’attività dell’iniziativa specifica BO12 consiste nello sviluppo di modelli e metodi di calcolo per lo studio di problemi rilevanti nella meccanica statistica, meccanica quantistica e nella fisica della materia condensata. In particolare vengono usati metodi di meccanica statistica per studiare la criticità autoorganizzata (es. sandpiles e valanghe), biopolimeri (denaturazione del DNA e RNA) e topologia dei polimeri. Lo studio di alcuni di questi sistemi avviene anche mediante simulazioni Monte Carlo. Simulazioni Monte Carlo vengono anche usate per studiare transizioni di fase ordine−disordine in modelli su reticolo di sistemi anisotropi (es. cristalli liquidi). Di particolare rilevanza è lo studio dei difetti topologici indotti dalla interazione particella−particella, dal confinamento e dalle caratteristiche alle superfici. Viene anche impiegata il metodo Density Matrix Renormalization Group per lo studio di problemi quantistici a molti−corpi e di elettroni correlati. Tale metodo è applicabile allo studio di sistemi su reticolo sia nel caso di elettroni che nel caso di spin.

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO12 4 Struttura Resp. loc.: Paolo PASINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Paolo PASINI

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 5,0 12,0 17,0 0,0 PD 0,5 0,5 0,0

TOTALI 5,0 12,5 17,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Paolo PASINI

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 Sezione di BO Si e` continuato lo studio di modelli di spin su reticolo per sistemi anisotropi confinati come nematici contenenti fibre di polimeri, nematici contenenti disordine random e film sottili. Per il primo caso si sono approssimate singole fibre come cilindri di vario diametro ricavati all'interno del reticolo. La direzione delle fibre e l'orientazione degli spin che giacciono sulle loro superfici influenzano l'ordine nel nematico. Questo effetto e` stato studiato per diverse dimensioni delle fibre e diverse condizioni superficiali. Nel caso del disordine spruzzato all'interno di un nematico, sistema che si puo` realizzare in laboratorio miscelando nanometriche sfere di silice all'interno del cristallo liquido, abbiamo studiato gli effetti di memoria, partendo da diversi stati inziali del sistema, mediante il modello SSS da noi introdotto. I film sottili sono invece stati simulati per indagare la creazione di differenti tipi di difetti topologici in una geometria di Schlieren a seconda del tipo di molecole, uniassiali o biassiali, presenti e per studiare le transizioni strutturali in un film ibrido.

Sezione di PD Criticita' autoorganizzata. Nell'ambito dello studio delle sandpiles si sono identificate simmetrie e leggi di conservazione che sono all' origine della peculiare forma di multiscaling da noi gia' riscontrata nel modello BTW. Sta terminando parallelamente la sistematica rivisitazione e l'arricchimento dei dati relativi al multiscaling delle valanghe e al comportamento turbolento delle onde in questo stesso modello. In collaborazione con il gruppo di M. Paczuski dell' Imperial College si proporranno e studieranno nuovi ansatz di scaling che unifichino le leggi di Omori e di Guthenberg−Richter per gli eventi sismici. L' idea e' quella di studiare le statistiche di vari tempi di intercorrenza fra eventi sismici tenendo conto simultaneamente di precise soglie di magnitudine al di sopra delle quali questi si collocano. Le nuove forme di scaling verranno applicate a dati sia modellistici, che provenienti da cataloghi.

Biopolimeri. Anche in collaborazione con il gruppo di D. Mukamel del Weizmann Institute e' proseguito lo studio di rilevanti proprieta' di modelli realistici della denaturazione del DNA. Si e' in particolare ottenuta la legge di distribuzione delle distanze fra basi omologhe del DNA al di sotto e in prossimita' della temperatura di melting. Gli indici di questa distribuzione sono poi stati legati da nuove leggi di scala all' esponente della distribuzione in lunghezza dei loops denaturati. E’ stata portata a termine una analisi della denaturazione del RNA utilizzando un modello originale che per la prima volta ha permesso di valutare gli effetti di volume escluso, anche in relazione alla presenza o meno di pseudonodi nelle configurazioni. Sulla base del modello e di un suo studio basato su metodi Monte Carlo si sono tracciati vari scenari di denaturazione che si possono verificare a seconda delle condizioni della soluzione. Si prevede di approfondire lo studio delle transizioni di denaturazione di cui sopra valutando coi metodi della fisica dei sistemi disordinati gli effetti della eterogeneita' delle sequenze nucleotidiche.

Topologia dei polimeri. E' iniziato uno studio sistematico degli effetti che vincoli topologici possono avere sulla statistica conformazionale dei polimeri. L' approccio basato sul modello di Edwards e sulla teoria dei campi non e' in grado di selezionare una specifica topologia quando si discute la statistica di un polimero ad anello, ad esempio. Le cose si semplificano per modelli di cosiddetti flat knots, che risultano dall' adsorbimento su di un piano di un polimero con nodo in tre dimensioni. Per un modello di nodi piatti con transizione theta abbiamo predetto che i nodi passano da uno stato localizzato ad uno completamente delocalizzato quando il polimero passa da alta a bassa temperatura. Questo risultato poggia su evidenza numerica, mentre sulla base dell' approccio al gas di Coulomb in due dimensioni sono state predetti esponenti esatti per le distribuzioni della lunghezza dei nodi in varie situazioni. B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 Si continueranno questi tipi di studi con particolare interesse per i difetti tipologici in geometrie confinate.

Si prevede di studiare modelli di polimeri annodati in re dimensioni e si cerchera' di stabilire la eventualeesistenza di una transizione di localizzazione per i nodi al punto theta. Il problema della localizzazione dei nodi verra' anche messo in relazione con quello delle correzioni allo scaling del self−avoiding walk.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 2003 2,0 1,0 6,0 9,0 2004 3,5 1,0 7,5 12,0

TOTALE 5,5 2,0 13,5 21,0

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) Attività svolta fino a Giugno 2004 Sezione di BO Si e` continuato lo studio di modelli di spin su reticolo per sistemi anisotropi confinati come nematici contenenti fibre di polimeri, nematici contenenti disordine random e film sottili. Per il primo caso si sono approssimate singole fibre come cilindri di vario diametro ricavati all'interno del reticolo. La direzione delle fibre e l'orientazione degli spin che giacciono sulle loro superfici influenzano l'ordine nel nematico. Questo effetto e` stato studiato per diverse dimensioni delle fibre e diverse condizioni superficiali. Nel caso del disordine spruzzato all'interno di un nematico, sistema che si puo` realizzare in laboratorio miscelando nanometriche sfere di silice all'interno del cristallo liquido, abbiamo studiato gli effetti di memoria, partendo da diversi stati inziali del sistema, mediante il modello SSS da noi introdotto. I film sottili sono invece stati simulati per indagare la creazione di differenti tipi di difetti topologici in una geometria di Schlieren a seconda del tipo di molecole, uniassiali o biassiali, presenti e per studiare le transizioni strutturali in un film ibrido.

Sezione di PD Criticita' autoorganizzata. Nell'ambito dello studio delle sandpiles si sono identificate simmetrie e leggi di conservazione che sono all' origine della peculiare forma di multiscaling da noi gia' riscontrata nel modello BTW. Sta terminando parallelamente la sistematica rivisitazione e l'arricchimento dei dati relativi al multiscaling delle valanghe e al comportamento turbolento delle onde in questo stesso modello. In collaborazione con il gruppo di M. Paczuski dell' Imperial College si proporranno e studieranno nuovi ansatz di scaling che unifichino le leggi di Omori e di Guthenberg-Richter per gli eventi sismici. L' idea e' quella di studiare le statistiche di vari tempi di intercorrenza fra eventi sismici tenendo conto simultaneamente di precise soglie di magnitudine al di sopra delle quali questi si collocano. Le nuove forme di scaling verranno applicate a dati sia modellistici, che provenienti da cataloghi.

Biopolimeri. Anche in collaborazione con il gruppo di D. Mukamel del Weizmann Institute e' proseguito lo studio di rilevanti proprieta' di modelli realistici della denaturazione del DNA. Si e' in particolare ottenuta la legge di distribuzione delle distanze fra basi omologhe del DNA al di sotto e in prossimita' della temperatura di melting. Gli indici di questa distribuzione sono poi stati legati da nuove leggi di scala all' esponente della distribuzione in lunghezza dei loops denaturati. E’ stata portata a termine una analisi della denaturazione del RNA utilizzando un modello originale che per la prima volta ha permesso di valutare gli effetti di volume escluso, anche in relazione alla presenza o meno di pseudonodi nelle configurazioni. Sulla base del modello e di un suo studio basato su metodi Monte Carlo si sono tracciati vari scenari di denaturazione che si possono verificare a seconda delle condizioni della soluzione. Si prevede di approfondire lo studio delle transizioni di denaturazione di cui sopra valutando coi metodi della fisica dei sistemi disordinati gli effetti della eterogeneita' delle sequenze nucleotidiche.

Topologia dei polimeri. E' iniziato uno studio sistematico degli effetti che vincoli topologici possono avere sulla statistica conformazionale dei polimeri. L' approccio basato sul modello di Edwards e sulla teoria dei campi non e' in grado di selezionare una specifica topologia quando si discute la statistica di un polimero ad anello, ad esempio. Le cose si semplificano per modelli di cosiddetti flat knots, che risultano dall' adsorbimento su di un piano di un polimero con nodo in tre dimensioni. Per un modello di nodi piatti con transizione theta abbiamo predetto che i nodi passano da uno stato localizzato ad uno completamente delocalizzato quando il polimero passa da alta a bassa temperatura. Questo risultato poggia su evidenza numerica, mentre sulla base dell' approccio al gas di Coulomb in due dimensioni sono state predetti esponenti esatti per le distribuzioni della lunghezza dei nodi in varie situazioni.

ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Paolo PASINI

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 5,0 12,5 17,5

TOTALI 5,0 0,0 12,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 17,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO12 4 Struttura Resp. loc.: Paolo PASINI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Chiccoli Cesare Ric. 4 100 1 Semeria Franco Tecn. 20 2 Fano Guido P.O. 4 100 3 Ortolani Fabio P.A. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 1 4 Pasini Paolo Ric. 4 100 5 Skacej Gregor Bors. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0.2 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Assoc. Ruolo Art. 15 tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 5 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 5 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Paolo PASINI

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO22 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele CAFFO

Rappresentante nazionale: Michele CAFFO Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Correzioni radiative elettrodeboli

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

BO MI Sezioni partecipanti all'esperimento

Università Bologna, Università Milano, Università della Slesia Katowice (PL), Università di Parma, Università Istituzioni esterne di Los Angeles California (USA), Università di Milano, Università di Friburgo (D), Università di Zurigo (CH), all'Ente partecipanti Università di Durham (UK), Università di Roma 1, Università di Roma 3, Università di Pavia

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO22 4 Struttura Resp. loc.: Michele CAFFO BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Partecipazione a Workshop e incontri per collaborazione 3,0 3,0

Continuazione collaborazione con il Prof. H. Czyz (Università della Slesia, Katowice, 1,5 PL) − 1 mese 1,5

Partecipazione a workshop e incontri per collaborazione 7,0 7,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 11,5 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO22 4 Struttura Resp. loc.: Michele CAFFO BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO22 4 Struttura Resp. loc.: Michele CAFFO BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO22 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele CAFFO

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 3,0 1,5 7,0 11,5 0,0 MI 1,5 1,5 3,5 6,5 0,0

TOTALI 4,5 3,0 10,5 18,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO22 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele CAFFO

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 per l'attività svolta vedi l'attività prevista.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 RADIATIVE CORRECTIONS CALCULATIONS IN GAUGE THEORIES.

Radiative corrections calculations are today usually organized through the integration by part identities and master integrals (Tkachov and Chetyrkin).

In this frame the method of differential equations for the calculation of master integrals was proposed and developed inside this collaboration and largely spread out. The integration by part identities are used for obtaining a linear system of first order differential equations for the master integrals themselves, which is then used for the numerical evaluation of the master integrals, as well as for investigating their analytic properties, such as the asymptotic and threshold behaviors and the corresponding expansions. To obtain precise numerical solutions from the system of linear differential equations the advancing solution Runge−Kutta method is used. Also a difference equation method at 'arbitrary precision' has been developed. When possible, analytic solution is achieved in terms of a newly introduced family of functions, called Harmonic Polylogarithms.

The discussed method is expected and verified to work in several cases of multi−leg, multi−loop amplitudes and a constructive development is under way.

An algebraic computerized method for the generation of the algebraic solution of the system of equations provided by the integration by part identities is implemented via the 'Laporta algorithm'.

Some results already obtained and/or still under study are reported in the following.

Analytic investigations of the properties of some master integrals of the general massive 2−loop self−mass for arbitrary external momentum and their precise numerical evaluation by the advancing solution method of Runge−Kutta.

Precise numerical evaluation of the epsilon−expanded contributions to the electron anomaly from 3−loop and 4−loop diagrams by difference equation method.

Analytical calculations of 2−loop, 3−loop and 4−loop sunrise graph in particular kinematic configurations and for 2−loop equal mass case.

Analytical calculation of 2−loop vertex form factors in QED.

Analytical calculation of planar box diagram for the (n(f) = 1) 2−loop QED virtual corrections to Bhabha scattering and its differential cross section.

Analytical calculations of 2−loop QCD planar and non−planar box diagrams for the process e+ e− −> 3 jets.

Analytical calculation of the master integrals for the 2−loop QCD virtual corrections to the forward backward asymmetry.

Analytical calculation of 2−loop QCD corrections to the heavy quark form−factors from the vector contributions. The EW radiative corrections at 2−loop for the process gluon−gluon−>Higgs.

Study of the contributions to the gluon fusion in the MSSM.

Calculation of the gluon−fusion at 1−loop, with non vanishing m_top, with NLO−resummation of logarithms of 1/x for small x.

Calculation at O(alpha) of the Drell−Yan process, complete of the parton−shower QED radiation.

The seminaive dimensional regularization scheme has been proposed; it leads to fewer spurious anomalies than the Breitenlohner−Maison−`t Hooft−Veltman scheme and could be useful in higher loop electroweak computations. C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 1998 1,0 3,0 4,1 8,1 1999 1,0 3,0 5,6 9,6 2000 2,0 3,0 8,2 13,2 2001 3,5 3,0 4,5 11,0 2002 4,0 4,5 6,5 15,0 2003 4,5 12,0 16,5 2004 5,5 4,5 11,5 21,5

TOTALE 21,5 21,0 52,4 94,9

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO22 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele CAFFO

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 4,5 3,0 10,5 18,0

TOTALI 4,5 3,0 10,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,0

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO22 4 Struttura Resp. loc.: Michele CAFFO BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Caffo Michele I Ric 4 100 2 Laporta Stefano Bors. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Remiddi Ettore P.O. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Turrini Sandro R.U. 4 100 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 4 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 4 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO22 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele CAFFO

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO31 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: F. Cannata

Rappresentante nazionale: F. Cannata Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Fisica Teorica (Nucleare)

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

Bologna Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

2003−2008 Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO31 4 Struttura Resp. loc.: F. Cannata BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Partecipazione a Colloqui Scientifici Workshop G. Bonsignori 1,0 1,0

M.V. Ioffe,Università di San Pietroburdo − Russia, 1 mese 2,0 D. N. Nishnianidze, Politecnico di Kutaisi − Repubblica delle Georgia, 1 mese 2,0 S. Brant, Università di Zagabria − Croazia, 1 mese 2,0 6,0

Partecipazioni a Conferenze G. Bonsignori 3,0 3,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 10,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO31 4 Struttura Resp. loc.: F. Cannata BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO31 4 Struttura Resp. loc.: F. Cannata BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO31 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: F. Cannata

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 1,0 6,0 3,0 10,0 0,0

TOTALI 1,0 6,0 3,0 10,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO31 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: F. Cannata

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 F.Cannata,M.V.Ioffe,D.Nishnianidze:"Two−dimensional SUSY−PseudoHermiticity without separation of variables", Phys.Lett.A310,344−352(2003)

R.Pezer,A.Ventura,D.Vretenar:"Combinatorial Level Densities from a Relativistic Structure Model", Nucl.Phys.A717,21(2003)

M.D'Agostino,M.Bruno,F.Gulminelli,R.Bougault,F.Cannata, Ph.Chomaz,F.Gramegna, I.Iori, N.Le Neindre,G.V.Margagliotti, A.Moroni,G.Vannini,J.P.Wieleczko: "Critical−like behaviours in central and peripheral collisions:a comparative analysis", Nucl.Phys.A724,455(2003)

S. Brant, D. Vretenar, A. Ventura: "Interacting boson−fermion model calculation of the pi h11/2 * nu h11/2 doublet bands in 134Pr", Phys. Rev. C69, 017304 (2004).

M.D'Agostino, M.Bruno, F.Gulminelli, R.Bougault, F.Cannata, Ph.Chomaz, F. Gramegna, N.Le Neindre, A.Moroni, G.Vannini:"Experimental Signals of Phase Transitions", Nucl. Phys. A734 (2004) 512.

A. N. Storozhenko, A. I. Vdovin, A. Ventura, A. I. Blokhin: Temperature dependence of spreading width of giant dipole resonance, Phys. Rev. C 69 (2004) 064320. B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 METODI ALGEBRICI Sarà continuato lo studio applicazioni della Meccanica quantistica supersimmetrica bidimensionale. Sarà approfondito lo studio di hamiltoniane quasi hermitiane o pseudo hermitiane, PT simmetriche o CPT simmetriche.

MODELLI ALGEBRICI DI STRUTTURA NUCLEARE Si utilizzano il modello a bosoni interagenti con coppie rotte e il modello a bosoni e fermioni interagenti con coppie rotte nell'analisi degli stati di alto spin di nuclei transizionali.

MODELLI STATISTICI DI STRUTTURA E REAZIONI NUCLEARI Ci si propone di continuare lo sviluppo di metodi di tipo combinatorio e di tipo Montecarlo per il calcolo della densita` dei livelli nucleari ad alta energia di eccitazione con particolare riguardo alla analisi dei fenomeni di multiframmentazione ed alla cosiddetta transizione liquido gas in sistemi finiti.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 2003 2,0 3,5 3,0 8,5 2004 1,0 5,0 3,0 9,0

TOTALE 3,0 8,5 6,0 17,5

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO31 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: F. Cannata

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 1,0 6,0 3,0 10,0

TOTALI 1,0 6,0 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,0

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO31 4 Struttura Resp. loc.: F. Cannata BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Bonsignori Giancarlo P.A. 4 100 2 Cannata Francesco D.R. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Savoia Mirko P.A. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Ventura Alberto E.N.E.A 3 50 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Assoc. Ruolo Art. 15 tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 4 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 3.5 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO31 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: F. Cannata

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: A. Bazzani

Rappresentante nazionale: A. Bazzani Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Applicazione dei risultati della teoria dei Sistemi Dinamici a problemi fisici: proprietà statistiche di sistemi a molti corpi con interazioni a lungo range, Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

Bologna, Pisa, Perugia, Cosenza Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO41 4 Struttura Resp. loc.: Bruno GIORGINI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Visite a laboratori e dipartimenti che collaborano al progetto e convegni 1,5 1,5

Visite presso laboratori e strutture che collaborano al progetto e partecipano a convegni 4,0 internazioni 4,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 5,5 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO41 4 Struttura Resp. loc.: Bruno GIORGINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Le richieste per missioni si giustificano con la necessità di mantenere collaborazioni nazionali ed internazionali e partecipare a convegni.

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO41 4 Struttura Resp. loc.: Bruno GIORGINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: A. Bazzani

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 1,5 4,0 5,5 0,0 CS 3,0 4,5 7,5 0,0 PG 0,5 1,0 1,5 0,0 PI 1,5 2,5 4,0 0,0

TOTALI 6,5 12,0 18,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: A. Bazzani

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 We have studied the dynamical and statistical properties of many particle systems with long range interaction. We have considered a 2−dimensional model for a system of elastically confined charged wires. We have analyzed the problems of numerical integration of a systems of linked rigid bodies in a thermal bath with geometrical constraints realized by elastic and dihedral potentials. We have developed original algorithms for the integration of a dynamical model the simulates the folding process of a alpha−helix protein structure.

We have considered dynamical models with stochastic force, displaying usually one of these type of behaviour: (a) Brownian motor or ratchet and (b) bistable system. We dealed with a bistable system built over an anharmonic oscillator, where, beside the thermal noise, two more time−dependent stochastic terms are added. Scope of the work is to make clear how the confinement in one of the wells depends on the system parameters.

We introduced a new concepts of partial symmetry that has been successfully applied to the analysis of some nonlinear differential equations. Moreover the notion of conditional symmetry is re−examined and refined, introducing a sort of hierarchy between different notions and clarifying some relevant properties. We have proposed an extension of the classical Melnikov method in multidimensional symmetrical situations. B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 In the next year we shall continue the study of statistical properties of interacting particles with long range potentials and the statistical properties of a rigid bodies system in presence of topological and conformational constraints. The considered models will be relevant for high intensity beam physics and the physics of biopolymers. A new research activity concerns the study of mathematical models for microelectronic industry. In particular, many new technologies and devices are being developed by microelectronic industry which require new mathematical models for the description of detailed thermal and electric properties due to the transport of charge in semiconductor lattices. Aims of this project are: A) the study of mathematical models for semiconductors; B) the study of their coupling with electric circuits.

We will prosecute the research activity on stochastically perturbed bistable dynamical systems and the study dynamical systems with generalized symmetries.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 2000 1,5 5,1 6,6 2001 1,5 1,5 7,5 10,5 2002 1,5 3,5 5,0 2003 1,0 2,5 3,5 2004 2,5 5,5 8,0

TOTALE 8,0 7,0 18,6 33,6

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: A. Bazzani

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 6,5 12,0 18,5

TOTALI 6,5 0,0 12,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 18,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO41 4 Struttura Resp. loc.: Bruno GIORGINI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Bazzani Armando P.A. 5 60 2 Castellani Gastone R.U. 4 30 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Giorgini Bruno R.U. 4 50 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Rambaldi Sandro P.A. 5 30 Qualifica 5 Rossi Luca Dott. 4 100 TECNICI 6 Servizi Graziano P.A. 5 40 N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica 7 Turchetti Giorgio P.O. 5 20 tecnica

Numero totale dei ricercatori 7 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 3.3 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: A. Bazzani

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO42 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giorgio VELO

Rappresentante nazionale: Giorgio VELO Struttura di appartenenza: BO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

BO Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO42 4 Struttura Resp. loc.: Giorgio VELO BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale

Trasferte presso il Laboratortio di Fisica Teorica dell'Università di Parigi XI 8,0 8,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 8,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO42 4 Struttura Resp. loc.: Giorgio VELO BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO42 4 Struttura Resp. loc.: Giorgio VELO BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO42 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giorgio VELO

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 8,0 8,0 0,0

TOTALI 8,0 8,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO42 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giorgio VELO

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 E' stata dimostrata l'esistenza degli operatori d'onda modificati per il sistema di equazioni onde−Schroedinger e per il sistema Maxwell−Schroedinger.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 Si intende continuare lo studio della teoria dello scattering in situazioni di lungo range.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 2000 0,5 3,6 4,1 2001 0,5 6,2 6,7 2002 0,5 3,0 3,5 2003 1,0 3,5 4,5 2004 8,0 8,0

TOTALE 2,5 24,3 26,8

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO42 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giorgio VELO

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 8,0 8,0 2006 9,0 9,0

TOTALI 0,0 0,0 17,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 17,0

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo BO42 4 Struttura Resp. loc.: Giorgio VELO BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Bove Antonio P.O. 4 100 2 Velo Giorgio P.O. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 Tecnologi Full Time Equivalent 0 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 2 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 2 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE BO42 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Giorgio VELO

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE FB11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele Caselle Rappresentante nazionale: Michele Caselle Struttura di appartenenza: TO Posizione nell'I.N.F.N.: PROGRAMMA DI RICERCA

A) INFORMAZIONI GENERALI Studio delle applicazioni di metodi di fisica teorica alla biologia Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

TO−ROMA2−MI−BO−FI−BA−PR−PD−CT−FE−PV Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipante

Durata esperimento

B) SCALA DEI TEMPI : piano di svolgimento PERIODO ATTIVITA' PREVISTA

Mod EN. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo FB11 4 Struttura Resp. loc.: Armando Bazzani BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Visite presso le altre sedi partecipanti all'iniziativa e istituzioni con cui è attivata una 1,5 collaborazione scientifica. Partecipazione a convegni 1,5

Visite presso istituzioni estere con cui è attiva una collaborazione scientifica e 4,0 partecipazione a convegni 4,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 5,5 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo FB11 4 Struttura Resp. loc.: Armando Bazzani BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo FB11 4 Struttura Resp. loc.: Armando Bazzani BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE FB11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele Caselle

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BA 4,5 9,5 14,0 0,0 BO 1,5 4,0 5,5 0,0 CT 5,0 5,0 10,0 0,0 FI 2,0 1,0 6,5 9,5 0,0 MI 4,0 7,0 11,0 0,0 PD 2,0 2,0 6,0 10,0 0,0 PR 2,0 3,5 5,5 0,0 RM2 2,0 4,0 6,0 0,0 TO 2,0 5,0 7,0 0,0

TOTALI 25,0 3,0 50,5 78,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Nuovo esperimento Gruppo Preventivo per l'anno 2005 FB11 4

PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTO

Negli ultimi anni si e' assistito ad un sempre maggiore utilizzo dei metodi e degli approcci tipici della fisica teorica in altri ambiti scientifici ed in particolare in biologia. L'attitudine alla modellizzazione (tipica della meccanica statistica e della teorie dei campi quantistica) accompagnata dall'uso di metodi di simulazione numerica sofisticati si e' mostrata di grandissima utilita' per studiare sistemi caratterizzati da un gran numero di gradi di liberta'. La nostra iniziativa si inserisce in questo ambito. La nostra attivita' di ricerca si concentra principalmente in tre direzioni: 1] Uso di metodi numerici (dinamica molecolare e metodi montecarlo) per lo studio di interazioni tra proteine e per la dinamica del folding 2] Uso di metodi di teoria dei grafi per lo studio di network biologici 3] Uso di metodi tipici della meccanica statistica dei sistemi complessi per lo studio di vari problemi di interesse per la biologia e la genomica quali ad esempio: − la regolazione dell'espressione genica − la risposta del sistema immunitario in presenza di stimoli esterni − la flessibilita' di strutture macromolecolari (DNA o proteine)

Mod EN. 5 Pagina 1 di 2 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Nuovo esperimento Gruppo Preventivo per l'anno 2005 FB11 4

PROPOSTA DI NUOVO ESPERIMENTO

Mod EN. 5 Pagina 2 di 2 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE FB11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele Caselle

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 25,0 3,0 50,5 78,5

TOTALI 25,0 3,0 50,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 78,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo FB11 4 Struttura Resp. loc.: Armando Bazzani BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Bazzani Armando P.A. 5 30 2 Castellani Gastone R.U. 4 70 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Giorgini Bruno R.U. 4 50 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Turchetti Giorgio P.O. 5 20 Qualifica 5 Zanlungo Francesco Dott. 4 100 TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 5 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 2.7 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE FB11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Michele Caselle

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento 2005 miglioramento nella comprensione della regolazione genica.

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE NA41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: G. Marmo

Rappresentante nazionale: G. Marmo Struttura di appartenenza: NA Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Metodi algebrici e geometrici nella teoria dei vincoli alla DIRAC−BERGMANN quantizzazione

Linea di ricerca

Salerno

Laboratorio ove si raccolgono i dati

NA41SA Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

Napoli, Bologna, Salerno Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo NA41 4 Struttura Resp. loc.: Giuseppe MORANDI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Partecipazione a convegni Scambi con Unità collegate (NA−SA) 3,0 3,0

M. Asorey (Zaragoza, Spagna) 12 giorni J.J. Carinena (Zaragoza, Spagna) 12 giorni 1,5 (nell'ambito dell'accrodo INFN−CICYT) 1,5

Partecipazione a convegni Visite presso l'Università di Zaragoza (Spagna) nell'ambito 4,0 dell'accordo INFN−CICYT. G: Morandi (12 giorni), E. Ercolessi (12 giorni) 4,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 8,5 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo NA41 4 Struttura Resp. loc.: Giuseppe MORANDI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo NA41 4 Struttura Resp. loc.: Giuseppe MORANDI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE NA41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: G. Marmo

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenz. inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 3,0 1,5 4,0 8,5 0,0 NA 15,0 10,0 24,0 49,0 0,0 SA 3,0 2,0 8,0 13,0 0,0

TOTALI 21,0 13,5 36,0 70,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE NA41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: G. Marmo

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 per l'attività svolta vedi l'attività prevista.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 The Quantum−Classical Transition and Noncommutative geometry

Quantization of space,or space−time,presents itself at a more fundamental and conceptual level than that of quantising a metric tensor on a background manifold. In some appropriate limit (a " correspondence principle")one should be able to recover the usual classical setting of space−time and theories based on it. The framework of the Wigner−Weyl (dequantization/quantization) approach seems to be most appropriate to keep constantly in sight the transition to the classical situation. Various problems are being analyzed while keeping in mind the general setting. They are: * Noncommutative geometry and its uses both as fundamental property and as an approximation device (fuzzy spaces). * Differential calculi on noncommutative algebras. * Geometric phases in quantum mechanics. * Composite systems in classical and quantum mechanics,entanglement and separability. * Integrable gravitational models and their quantization. * Recursion operators and complete integrability for classical and quantum systems. * Field Theories and Conformal Field Theories for Low−Dimensional Quantum Systems. C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenz. inventariabile 1995 4,1 2,0 10,3 16,4 1996 4,6 3,0 10,8 18,4 1997 7,2 2,5 11,3 21,0 1998 6,7 2,5 11,3 20,5 1999 8,2 7,2 16,0 31,4 2000 10,8 5,1 16,5 32,4 2001 10,3 7,2 18,1 35,6 2003 7,0 7,0 16,0 30,0 2004

TOTALE 58,9 36,5 110,3 205,7

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE NA41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: G. Marmo

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenz. inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 21,0 13,5 36,0 70,5

TOTALI 21,0 13,5 36,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 70,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo NA41 4 Struttura Resp. loc.: Giuseppe MORANDI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Ercolessi Lisa R.U. 4 100 2 Morandi Giuseppe P.A. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Pasini Stefano Dott. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Roncaglia Marco AsRic 4 100 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 4 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 4 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE NA41 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: G. Marmo

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE PI13 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: R. Ferrari

Rappresentante nazionale: R. Ferrari Struttura di appartenenza: MI Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Metodi di teoria di campo

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

PI13 (ex Pisa7) Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

PI, MI, BO,TS Sezioni partecipanti all'esperimento

Physics Dept. University of Alberta, Edmond (Canada)Max−Planck Instiut, Monaco (Germania)LPTHE, Orsay Istituzioni esterne (Francia) all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo PI13 4 Struttura Resp. loc.: Roberto SOLDATI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale

Vladimir Andreevich Andrianov, del V.A. Fock Department, Sankt Petersburg State 2,0 University (tre settimane) 2,0

Partecipazione a Conferenze e Collaborazioni 5,0 5,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 7,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo PI13 4 Struttura Resp. loc.: Roberto SOLDATI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo PI13 4 Struttura Resp. loc.: Roberto SOLDATI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE PI13 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: R. Ferrari

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 2,0 5,0 7,0 0,0 MI 4,0 7,0 8,0 19,0 0,0 PI 3,0 3,0 0,0

TOTALI 7,0 9,0 13,0 29,0

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE PI13 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: R. Ferrari

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 per l'attività svolta vedi l'attività prevista.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 Title: Symmetries, topological properties and basic structures in gauge theories and statistical mechanics.

−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Abstract

Bologna:

Spontaneous breaking of fundamental symmetries in 3+1, higher and lower dimensions

The goal of this project is to continue theoretical studies of different possibilities for spontaneous breaking of fundamental symmetries such as Lorentz and chiral symmetry in 3+1 dimensions, translational symmetry in 4+1 dimensions, gravitational translations (Bose−Einstein condensation) and electromagnetic gauge translations (Integer Quantum Hall Effect) triggered by impurities in the presence of background fields in 1,2,3 dimensions in condensed matter physics.

1) The investigation of Lorentz and CPT symmetry breaking in QED supplemented with Chern−Simons and extra−galactic magnetic fields. This problem is of the highest interest as, by now, the existence of extra−galactic magnetic fields is rather well established and the possible birefringence of radiowaves from quasars and radiogalaxies due to Lorentz and CPT breaking has to be revised. Preliminary results: the finite one−loop parity−odd induced effective action has been unambiguously calculated.

2) Domain wall generation by matter self−interaction in the presence of gravity and light particle (fermions, gauge bosons, gravitons) trapping on 3−branes. The brane−world scenario of multidimensional extension of the Standard Model has attracted much attention during the last five years giving certain alternatives in solution of mass and scale hierarchy problems. The author's approach is original and based on the possible self−interaction of the matter in five or more dimensions, which induces domain walls with the Standard Model particle trapping. The next stage of this project is about the inclusion of the five−dimensional gravity and cosmological constant, in order to find a self−consistent description of a thick 3−brane and the spectrum of light particles localized upon this brane. The preliminary results obtained in this direction: possible explanation for the appearance of light fermions and Higgs bosons on the four−dimensional domain wall, mechanism of light particle trapping accounted for by a self−interaction of five−dimensional pre−quarks, induced relation between low−energy couplings for Yukawa and scalar field interactions allowing to make predictions for light particle masses and couplings, fluctuation of the brane giving rise to a nearly sterile scalar particles, branons, which might be good candidates for the Dark Matter.

3) Metastable condensates in the presence of uniform fields and localized impurities. It turns out to be very interesting to study the possibility of the realization of a metastable condensate and to predict its decay rate, like e.g. a Bose−Einstein condensate or a Landau band of electrons, in the presence of a uniform gravitational or electromagnetic field. It becomes crucial to understand the role of the disorder, as realistically described by extremely localized impurities, in the quantum dynamical mechanism that leads to the formation and decay of the condensate. It is planned to explicitely verify, if any, the Prange's conjecture which is supposed to support the formation of the plateaux in the integer quantum Hall effect. It is our aim to obtain a close analytical form for the Hall current and an accurate estimate of the decay rates of the Hall condensate. Preliminary results: the formation of a Bose−Einstein condensate in the presence of a uniform gravitational field in D=1,2,3 spatial dimensions, the Stark−like decay of a metastable model atom, in which the electrons are bounded by means of an attractive point−like potential in D=1,2,3 spatial dimensions, exhibiting remarkable deviations from the conventional exponential decay law.

Milano:

In the framework of Quantum Field Theory various research activities are envisaged.

1) The Slavnov−Taylor identity will be studied for theories where a symmetric regularization is not at hand. The work already done by the group will be extended to the massless case. Moreover an improved technique will be used, which makes use of expansion on Slavnov−Taylor invariants instead of monomials

2) A project has been started aiming to study the limit of infinite mass for the Higgs field in the standard model. Various aspects are under consideration: 2.a) Quantization of the non−linear sigma model with particular care of the presence of a non−trivial Haar measure in the path integral integration. 2.b) Lattice formulation of the non−linear sigma model oriented to the study of the phase transitions and of the correlation functions of the sigma−field. 2.c) Euristic study of the symmetry properties of the electroweak model in the limit of infinite mass for the Higgs field.

3) We consider gluon and ghost condensates of dimension two for Yang−Mills theories. The effective potential for on−shell BRST invariants gluon and ghost condensates of mass dimension 2 in SU(N) Yang−Mills theories are analysed by combining the local composite operator technique with the algebraic renormalization. We pay attention to the gauge parameter independence of the vacuum energy obtained in the considered framework.

4) The neutrino phenomenology is investigated with particular attention to the problem of mass and mixing angles determination. The possible textures of the mass matrices in the lepton sector compatible with the phenomenological data are checked by means of the most recent models of leptogenesis.

Pisa:

The derivation of fundamental, qualitative, in particular non perturbative effects in gauge theories still presents problematic aspects, to be understood both in conceptual and mathematical terms and in relation with similar problems in many body theory and statistical mecahnics. We are especially interested in the structural and physical implications of Gupta−Bleuler and BRS conditions, which play a crucial role for the analysis of the physical content of local and covariant formulations of gauge theories; in particular in the effects produced by the Dirac exponential factors which are necessary for the construction of charged states in QED and QCD and in the role of the GB and BRS conditions in relation with symmetries and with the spectra which are associated to their spontaneous breaking. A second line of research is devoted to the fundamental structures of Quantum Mechanics in relation with the ideas and requirements of General Relativity, especially invariance under diffeomorphisms and non commutativity of the space−time geometry.

Recent results include: the analysis of the effects associated to Dirac factors in the perturbative formulation of Steinmann, the analysis of space−like correlations on charged stats in QED and of their implication on the general theory of supeselection sectors, the study of the (infrared) convergence problems of the construction of charged states in Feynman−Gupta−Bleuler QED, the classification of representations of the CCR without positivity, the proof that for Schroedinger composite systems only product states admit a trajectory interpretation.

The main directions of developement are: 1. A more precise description of electromagnetic fields on charged states in QED and the analysis of implications on the asymptotic dynamics of charged fields. 2. The perturbative analysis of classes of (charged, non local) solutions of the BRS conditions in QED and QCD and of their consequences on the classification of the states. 3. An analysis of boundary effects in gauge theories in presence of topological numbers, in relation with the possibility of a natural solution of the strong CP problem. 4. Quantum Mechanics on manifolds, invariant under the diffeomorphism group, and implications on Non−commutative Geometry and General Relativity.

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 1994 1,5 2,0 3,5 1995 0,5 2,5 3,0 1996 2,0 7,2 9,2 1997 2,0 4,6 6,6 1998 3,0 6,1 9,1 1999 2,0 2,0 4,0 2000 2,0 2,0 5,5 9,5 2001 1,0 2,0 5,0 8,0 2002 3,0 3,0 6,0 12,0 2004 15,0 9,0 40,9 64,9 TOTALE

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE PI13 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: R. Ferrari

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 7,0 9,0 13,0 29,0

TOTALI 7,0 9,0 13,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 29,0

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo PI13 4 Struttura Resp. loc.: Roberto SOLDATI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Andrianov Alexander D.R. 4 100 2 Giacconi Paola DIS 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Soldati Roberto P.A. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Assoc. Ruolo Art. 15 tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 3 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 3 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE PI13 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: R. Ferrari

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Ferdinando GLIOZZI

Rappresentante nazionale: Ferdinando GLIOZZI Struttura di appartenenza: TO Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Aspetti non perturbativi nelle teorie quantistiche di campo e teorie di stringa

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

TO12 Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Connessioni tra teorie di stringa con teorie di supergravità e teorie di Gauge supersimmetriche. Studio di Processo fisico brane frazionarie su spazi con . Rinormalizzazione di teorie duali olografiche. studiato

Apparato strumentale utilizzato

Alessandria, Bologna, Cagliari, Cosenza (gurppo collegato), Napoli, Torino. Sezioni partecipanti all'esperimento

NORDITA (Copenaghen), CERN (Ginevra), ENS (Paris) Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TO12 4 Struttura Resp. loc.: Francesco RAVANINI BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Meeting annuale a Cortana Visite sezioni INFN per Collaborazione Scuola ICTP 5,0 Trieste 5,0

E. Corrigan (York University − UK) 1 mese 2,0 C. Schubert (Texas − Usa) 1 mese 2,0 U. Lindstrom (Uppsala − Sweden) 1 mese 2,0 6,0

Visite Montpellier, Santiago de Comp. Abbecy, Seoul, Durham, York, CERN, Stony 12,0 Brook, Melbourne, Miami 12,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 23,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TO12 4 Struttura Resp. loc.: Francesco RAVANINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TO12 4 Struttura Resp. loc.: Francesco RAVANINI BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Ferdinando GLIOZZI

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ AL 6,0 3,0 5,0 14,0 0,0 BO 5,0 6,0 12,0 23,0 0,0 CA 2,0 6,0 8,0 0,0 CS 1,0 0,5 1,5 0,0 NA 6,0 4,0 20,0 30,0 0,0 TO 10,0 7,0 20,0 37,0 0,0

TOTALI 30,0 20,0 63,5 113,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Ferdinando GLIOZZI

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 l progetto di ricerca T12 ha per titolo " Aspetti non perturbativi della teoria quantistica di campo e teorie di stringa" . Vi collaborano le sezioni di Alessandria , Bologna, Cagliari , Cosenza Napoli e Torino. La caratteristica comune delle linee di ricerca di TO12 e' lo studio degli aspetti comuni e delle influenze reciproche tra teoria di stringa e teoria quantisitica di campo. I principali argomenti trattati sono la corrispondenza gauge/gravita' , le teorie di campo quantistiche nelle geometrie non commutative, i modelli matriciali, i sistemi quantistici esattamente integrabili e i problemi legati al confinamento dei quark nelle teorie di gauge. Parole chiave: Strings Conformal field theory non−commutative geometry gauge/gravity correspondence quark confinement

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 Si prevede di continuare le ricerche in corso . I temi principali sono −Dianmica delle D−brane nelle teorie di stringa −Teorie di campo quantistiche e geometrie non commutative −Modelli matriciali −Modelli integrabili e teorie conformi −Teorie di gauge su reticolo e confinamento dei quark

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 2003 24,0 9,5 50,5 84,0 2004 23,5 7,5 51,5 82,5

TOTALE 47,5 17,0 102,0 166,5

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Ferdinando GLIOZZI

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 30,0 20,0 63,5 113,5 2006 30,0 20,0 65,0 115,0

TOTALI 60,0 40,0 128,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 228,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TO12 4 Struttura Resp. loc.: Francesco RAVANINI BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Alberici Marco Dott. 4 100 2 Bastianelli Fiorenzo R.U. 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Corradini Olindo AsRic 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 4 Hegedus Arpad B.P.D. 4 100 Qualifica 5 Ravanini Francesco Ric. 4 100 TECNICI 6 Zirotti Andrea Dott. 4 100 N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica 7 Zucchini Roberto P.A. 4 100 tecnica

Numero totale dei ricercatori 7 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 7 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TO12 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: Ferdinando GLIOZZI

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento giugno 2005 Estensione del legame esistente tra D−brane e istantoni nelle teorie di gauge con supersimetria N=4 al caso di teorie di gauge con un minor numero di cariche di supersimmetria conservate

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TS11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: BONORA Loriano

Rappresentante nazionale: BONORA Loriano Struttura di appartenenza: TS Posizione nell'I.N.F.N.:

INFORMAZIONI GENERALI Toeria dei campi e delle stringhe

Linea di ricerca

Laboratorio ove si raccolgono i dati

TS11 (ex Padova10) Sigla dello esperimento assegnata dal laboratorio

Acceleratore usato

Fascio (sigla e caratteristiche)

Processo fisico studiato

Apparato strumentale utilizzato

BO, GE, MI, PD, PG, PI, PV, RM, RM2, TS Sezioni partecipanti all'esperimento

Istituzioni esterne all'Ente partecipanti

Durata esperimento

Mod EC. 1 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TS11 4 Struttura Resp. loc.: balbinot BO

PREVENTIVO LOCALE DI SPESA PER L'ANNO 2005 In KEuro VOCI IMPORTI A cura della Comm.ne Totale Compet. DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Scientifica SPESA SJ di cui SJ Nazionale Partecipazioni a Convegni e Collaborazioni Scientifiche 5,0 5,0

Invito, nell'ambito dell'aambito INFN−LYCIT, Prof. J. Navarro Salas, Dipartimento di 1,0 Fisica Teorica, Università di Valencia, Spagna, 15 giorni 1,0 Invito, nell'ambito dell'ambito INFN−LYCIT, Dott.ssa Sara Farese, Dipartimento di 2,0 Fisica Teorica, Università di Valencia, Spagna, 15 giorni

Partecipazione a Convegni e Collaborazioni Scientifiche 5,0 5,0

Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro

di cui SJ Totale 12,0 0,0 Sono previsti interventi e/o impiantistica che ricadono sotto la disciplina della legge Merloni ? Breve descrizione dell'intervento: Mod EC./EN. 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TS11 4 Struttura Resp. loc.: balbinot BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 1 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TS11 4 Struttura Resp. loc.: balbinot BO

ALLEGATO MODELLO EC2

Mod EC./EN. 2a Pagina 2 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TS11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: BONORA Loriano

PREVENTIVO GLOBALE DI SPESA PER L'ANNO 2005

In KEuro A CARICO DELL' I.N.F.N. Materiale Trasporti Spese Affitti A carico Struttura Missioni Missioni di e di e Materiale TOTALE di altri interne Inviti estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile Compet. Enti

SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ SJ BO 5,0 2,0 5,0 12,0 0,0 GE 1,0 1,0 2,0 0,0 MI 2,0 5,0 7,0 0,0 PD 4,0 4,0 12,0 20,0 0,0 PG 2,5 2,5 0,0 PI 3,0 6,0 9,0 0,0 PV 4,0 6,0 10,0 0,0 RM1 2,0 5,0 9,5 16,5 0,0 RM2 10,0 3,0 18,0 31,0 0,0 TS 2,5 5,0 8,0 15,5 0,0

TOTALI 35,0 20,0 70,5 125,5

NB. La colonna A carico di altri enti deve essere compilata obbligatoriamente

Mod EC./EN. 4 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TS11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: BONORA Loriano

A) ATTIVITA' SVOLTA FINO A GIUGNO 2004 per l'attività svolta vedi l'attività prevista.

B) ATTIVITA' PREVISTA PER L'ANNO 2005 The historical title of this IS, i.e. "Application of differential geometric and topological methods to field and string theory" is a bit outdated with respect to the developments the collaboration has had over the years. A more realistic title could be "Advanced developments in gauge and string theories". Anyhow here are some headings for the topics recently covered by the IS:

1) STRING AND BRANE THEORIES AND THEIR DUALITIES. 2) QUANTUM GRAVITY, COSMOLOGY AND BLACK HOLES. 3) ORDINARY AND NONCOMMUTATIVE GAUGE FIELD THEORIES. 4) 2D FIELD THEORIES.

The IS involves almost 60 researchers from ten INFN sections. This year a new group from Bologna has joined it. Like in the past, we had in Decembre 2003 a general meeting in Perugia, with many participants also from outside the IS, and 12 talks.

Let us review the research activity during the last year.

STRING AND BRANE THEORIES.

One of the themes developed has been based on the suggestion made by Dijkgraaf and Vafa that the effective superpotential in N=1 gauge theories can be obtained via a perturbative calculation in a simple matrix model. This and the alternative approach of Cachazo, Douglas, Seiberg and Witten via the Konishi anomaly, have produced a great deal of research in Padova, Trieste and also on Roma2. In this respect it is worth recalling the papers by M.Matone and collaborators (Padova) and the explicit calculations of the superpotentials and their gravitaional corrections by F.Alday, M.Cirafici and E.Gava (Trieste).

Another dominant subject of research has been the AdS/CFT duality and its developments, in particular the pp−wave backgrounds. This type of research has been mostly carried out in Roma2, but other sections have occasionally contributed to it. In this regards one should mention in particular the results obtained by M.Bianchi and collaborators on the AdS/CFT correspondence between type IIB superstring on AdS^5xS^5 around the point of enhanced higher spin symmetry, which shows perfect agreement between the spectrum of single−trace gauge invariant operators and the spectrum of string excitations extrapolated from the BMN limit to vanishing coupling. In a related context we recall M.O'Loughlin and collaborators' work (in Trieste) on the Penrose limit, in particular of the Godel metric.

A third relevant topic has been condensation and string field theory, a reaserch carried out in Trieste. It should be mentioned that in this context a new solution of vacuum string field theory has been found, the dressed sliver, which (finally!) satisfies all the requisites for representing an (unstable) D−brane.

Under the heading of string theory we should perhaps classify the activity in higher spins fields dynamics, which has undergone a strong boost in the last period, both in Padova (M.Tsulaia, D.Sorokin and collaborators) and in Roma2 (A.Sagnotti and collaborators).

The activity in string theory is not limited to the above topics. There have been other significant contributions in Padova ( problems in 10D), Milano, Roma2 (orientifolds) and Pisa (branes and defects, M.Mintchev et al.).

QUANTUM GRAVITY, COSMOLOGY AND BLACK HOLES.

This has probably been the sector with the largest derivative during the last year. The interconnection with cosmology renders it extremely attractive due to the wealth of recently collected experimental data. In this context one should quote the work of the Bologna group on black−holes; the research in Pavia on Regge triangulations, on holographic principle as well as on relativistic cosmology; various contributions from G.Amelino−Camelia and coworkers on possible observable effects of a non−commutative space−time and of loop quantum gravity. Finally one should mention the work on "asymptotic safety" quantunm gravity by R.Percacci and collaborators in Trieste and the research of E.Guadagnini (Pisa) on gyroscopic effects in gravity.

GAUGE THEORIES (ORDINARY AND NON−COMMUTATIVE)

This remains a very important research ground for our initiative. Naturally many of the subjects already mentioned could be classified under this heading. But there are specific contributions, which come especially from Rome1. Beside the above mentioned research on noncommutative space−time, there are the works on exact renormalization group by Yoshida, Arnone and Guerra and the research on large N QCD by Bochicchio. One should not forget the research on topological BF theories in Milano.

2D FIELD THEORIES.

Conformal and integrable field theories form the background of many developments in string and brane theories and gauge theories. However sometime they are studied on their own. This is the case of the research carried out by Bandelloni in Genova (W symmetry), the study of (integrable) field theories with impurities in Pisa, the t−J model (Padova). Finally mention should be made for the work on fuzzy spheres carried out by Immirzi and collaborators (Perugia) and q−computation (A.Marzuoli, Pavia).

PROGRAM FOR THE FUTURE.

The research programs for the future are mostly a prolongation of the past activity. Naturally many participants to the IS insist on past themes whenever they have been particularly successful or promising. This is the case for AdS/CFT correspondence, Dijkgraaf−Vafa program for N=1 effective superpotentials, higher spin gauge fields, properties of supersymmetric field theories, exact renormalization group, field theory models with defects, noncommutative spaces, loop quantum gravity. There is however a trend toward covering cosmological aspects and searching results of cosmological relevance There are also some new entries: − New types of black−holes and new braneworld scenarios (Bologna); − Octonions and manifolds with special holonomy (Milano); − Open−closed string duality (Pavia); − Exact renormalization group without supersymmetry (Roma1); − Exact time−dependent solutions in String Field Theory (Trieste).

C) FINANZIAMENTI GLOBALI AVUTI NEGLI ANNI PRECEDENTI In kEuro

Anno Missioni Missioni Materiale di Trasporti e Spese di Affitti e Materiale Inviti TOTALE finanziario interne estere consumo facchinaggi calcolo manutenzione inventariabile 1993 15,4 29,4 44,8 1994 13,4 26,8 40,2 1995 10,3 7,2 32,5 50,0 1996 9,2 10,3 33,0 52,5 1997 10,3 3,0 36,1 49,4 1998 9,2 4,1 30,9 44,2 1999 13,9 6,7 33,5 54,1 2000 13,9 12,3 53,9 80,1 2001 20,1 15,0 55,8 90,9 2002 17,0 10,5 47,0 74,5 2003 21,5 10,0 60,0 91,5 2004 30,5 16,0 75,5 122,0

TOTALE 184,7 95,1 514,4 794,2

Mod EC. 5 (a cura del rappresentante nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TS11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: BONORA Loriano

PREVISIONE DI SPESA

Piano finanziario globale di spesa

In KEuro Materiale Spese ANNI Missioni Missioni Trasporti e Affitti e Materiale TOTALE Inviti di di interne estere facchinaggi manutenzione inventariabile FINANZIARI consumo calcolo Compet. 2005 35,0 20,0 70,5 125,5 2006 35,0 20,0 72,0 127,0 2007 36,0 21,0 74,0 131,0 2008 37,0 22,0 76,0 135,0

TOTALI 143,0 83,0 292,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 518,5

Mod EC./EN. 6 (a cura del responsabile nazionale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Preventivo per l'anno 2005 Codice Esperimento Gruppo TS11 4 Struttura Resp. loc.: balbinot BO

COMPOSIZIONE DEL GRUPPO DI RICERCA

Qualifica Qualifica RICERCATORE Affer. TECNOLOGI N Dipendenti Incarichi al % N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome gruppo Cognome e Nome Ass. Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. Ruolo Art. 23 Tecnol. 1 Balbinot Roberto P.A. 4 100 2 Fabbri Alessandro AsRic 4 100 Numero totale dei Tecnologi 0 3 Fagnocchi Serena Dott. 4 100 Tecnologi Full Time Equivalent 0 Qualifica TECNICI N Dipendenti Incarichi % Cognome e Nome Collab. Ruolo Art. 15 Assoc. tecnica tecnica Numero totale dei ricercatori 3 Numero totale dei Tecnici 0 Ricercatori Full Time Equivalent 3 Tecnici Full Time Equivalent 0 SERVIZI TECNICI Annotazioni: Denominazione mesi−uomo

Osservazioni del direttore della struttura in merito alla disponibilità di personale e attrezzature

Mod EC./EN. 7 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA Codice Esperimento Gruppo NUCLEARE TS11 4 Preventivo per l'anno 2005 Rapp. Naz.: BONORA Loriano

MILESTONES PROPOSTE PER IL 2005

Data Descrizione completamento

Mod EC./EN. 8 (a cura del responsabile nazionale) Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. N. Cognome e Nome Dipendenti Incarichi al gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

1 Abenda Simonetta R.U. 4 100 2 Alberghi Gian Luigi AsRic 4 100 3 Alberici Marco Dott. 4 100 4 Andrianov Alexander D.R. 4 100 5 Balbinot Roberto P.A. 4 100 6 Baroni Liana R.U. 4 100 7 Bastianelli Fiorenzo R.U. 4 100 8 Bazzani Armando P.A. 5 60 30 10 9 Benini Riccardo Dott. 4 100 10 Bergia Silvio P.S. 4 100 11 Bonsignori Giancarlo P.A. 4 100 12 Bove Antonio P.O. 4 100 13 Caffo Michele I Ric 4 100 14 Cannata Francesco D.R. 4 100 15 Casadio Roberto R.U. 4 100 16 Castellani Gastone R.U. 4 30 70 17 Chiccoli Cesare Ric. 4 18 Corradini Olindo AsRic 4 100 19 De Sabbata Vincenzo Altro 4 100 20 Di Marco Fabrizio B.P.D. 4 100 21 Ercolessi Lisa R.U. 4 22 Fabbri Alessandro AsRic 4 100 23 Fabbri Luca Dott. 4 100 24 Fagnocchi Serena Dott. 4 100 25 Fano Guido P.O. 4 26 Finelli Fabio C.N.R 4 100 27 Giacconi Paola DIS 4 100 28 Giorgini Bruno R.U. 4 50 50 29 Graffi Sandro P.O. 4 100 30 Grecchi Vincenzo P.O. 4 100

Ricercatori 8 13 7 3 3 3.3 2.7 3.5 2 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. N. Cognome e Nome Dipendenti Incarichi al gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

31 Gruppuso Alessandro C.N.R 4 100 32 Hegedus Arpad B.P.D. 4 100 33 Laporta Stefano Bors. 4 100 34 Luzzi Mattia Dott. 4 100 35 Mainardi Francesco P.A. 4 100 36 Marozzi Giovanni B.P.D. 4 100 37 Mazzacurati Lorenzo DIS 4 100 38 Morandi Giuseppe P.A. 4 39 Ortolani Fabio P.A. 4 40 Pasini Paolo Ric. 4 41 Pasini Stefano Dott. 4 42 Rambaldi Sandro P.A. 5 30 70 43 Ravanini Francesco Ric. 4 100 44 Remiddi Ettore P.O. 4 100 45 Roncaglia Marco AsRic 4 46 Rossi Luca Dott. 4 100 47 Salvadore Michele Dott. 4 100 48 Savoia Mirko P.A. 4 100 49 Servizi Graziano P.A. 5 40 60 50 Skacej Gregor Bors. 4 51 Soldati Roberto P.A. 4 100 52 Tronconi Alessandro B.P.D. 4 100 53 Turchetti Giorgio P.O. 5 20 20 60 54 Turrini Sandro R.U. 4 100 55 Vacca Gian Paolo Ric. 4 100 56 Velo Giorgio P.O. 4 100 57 Ventura Alberto E.N.E.A 3 50 50 58 Venturi Giovanni P.S. 4 100 59 Zanlungo Francesco Dott. 4 100 60 Zirotti Andrea Dott. 4 100

Ricercatori 8 13 7 3 3 3.3 2.7 3.5 2 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. Cognome e N. Dipendenti Incarichi al Nome gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

61 Zucchini Roberto P.A. 4 100

Ricercatori 8 13 7 3 3 3.3 2.7 3.5 2 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. N. Cognome e Nome Dipendenti Incarichi al gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

1 Abenda Simonetta R.U. 4 2 Alberghi Gian Luigi AsRic 4 3 Alberici Marco Dott. 4 4 Andrianov Alexander D.R. 4 5 Balbinot Roberto P.A. 4 6 Baroni Liana R.U. 4 7 Bastianelli Fiorenzo R.U. 4 8 Bazzani Armando P.A. 5 10 9 Benini Riccardo Dott. 4 10 Bergia Silvio P.S. 4 11 Bonsignori Giancarlo P.A. 4 12 Bove Antonio P.O. 4 13 Caffo Michele I Ric 4 14 Cannata Francesco D.R. 4 15 Casadio Roberto R.U. 4 16 Castellani Gastone R.U. 4 17 Chiccoli Cesare Ric. 4 100 18 Corradini Olindo AsRic 4 19 De Sabbata Vincenzo Altro 4 20 Di Marco Fabrizio B.P.D. 4 21 Ercolessi Lisa R.U. 4 100 22 Fabbri Alessandro AsRic 4 23 Fabbri Luca Dott. 4 24 Fagnocchi Serena Dott. 4 25 Fano Guido P.O. 4 100 26 Finelli Fabio C.N.R 4 27 Giacconi Paola DIS 4 28 Giorgini Bruno R.U. 4 29 Graffi Sandro P.O. 4 30 Grecchi Vincenzo P.O. 4

Ricercatori 5 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. N. Cognome e Nome Dipendenti Incarichi al gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

31 Gruppuso Alessandro C.N.R 4 32 Hegedus Arpad B.P.D. 4 33 Laporta Stefano Bors. 4 34 Luzzi Mattia Dott. 4 35 Mainardi Francesco P.A. 4 36 Marozzi Giovanni B.P.D. 4 37 Mazzacurati Lorenzo DIS 4 38 Morandi Giuseppe P.A. 4 100 39 Ortolani Fabio P.A. 4 100 40 Pasini Paolo Ric. 4 100 41 Pasini Stefano Dott. 4 100 42 Rambaldi Sandro P.A. 5 70 43 Ravanini Francesco Ric. 4 44 Remiddi Ettore P.O. 4 45 Roncaglia Marco AsRic 4 100 46 Rossi Luca Dott. 4 47 Salvadore Michele Dott. 4 48 Savoia Mirko P.A. 4 49 Servizi Graziano P.A. 5 60 50 Skacej Gregor Bors. 4 100 51 Soldati Roberto P.A. 4 52 Tronconi Alessandro B.P.D. 4 53 Turchetti Giorgio P.O. 5 60 54 Turrini Sandro R.U. 4 55 Vacca Gian Paolo Ric. 4 56 Velo Giorgio P.O. 4 57 Ventura Alberto E.N.E.A 3 50 58 Venturi Giovanni P.S. 4 59 Zanlungo Francesco Dott. 4 60 Zirotti Andrea Dott. 4

Ricercatori 5 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: A) − RICERCATORI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Affer. Cognome e N. Dipendenti Incarichi al Nome gruppo

Ruolo Art. 23 Ricerca Assoc. I II III V

61 Zucchini Roberto P.A. 4

Ricercatori 5 4

Note:

INSERIRE I NOMINATIVI IN ORDINE ALFABETICO (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) 1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI RICERCA Indicare la Qualifica Universitaria (P.O. P.A. R.U.) o Ente di rappresentanza 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare la Qualifica Universitaria o Ente di appartenenza per Dipendenti altri Enti: Bors.) Borsista; B−P−D) Post−Doc; B.Str.) Borsista straniero; Perf.) Perfezionando; Dott.) Dottorando; AsRic) Assegno di ricerca; S.Str) Studioso straniero; DIS) Docente Istituto Superiore 4) INDICARE IL GRUPPO DI AFFERENZA (N.B.NON VANNO INSERITI I LAUREANDI) Mod G1 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: B) − TECNOLOGI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale Qualifica Ricerche del gruppo in % impegno in altri gruppi Cognome e N. Dipendenti Incarichi Nome

Assoc. Ruolo Art. 23 I II III V Tecnologica

1 Semeria Franco Tecn. 20 50

Note:

1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE Indicare Ente da cui dipendono, Bors. T.) Borsista Tecnologo Mod G2 Struttura Gruppo ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE BO 4 Preventivo per l'anno 2005 Coordinatore: Roberto Balbinot

COMPOSIZIONE DEI GRUPPI DI RICERCA: C) − TECNICI Componenti del Gruppo e ricerche alle quali partecipano:

Percentuale impegno Qualifica Ricerche del gruppo in % in altri gruppi

Cognome e Dipendenti Incarichi N. Nome

Collab. Assoc. Ruolo Art. 23 I II III V tecnica Tecnica

Servizi (mesi−uomo)

−− Vuoto −−

Note:

1) PER I DIPENDENTI Indicare il profilo INFN 2) PER GLI INCARICHI DI COLLABORAZIONE TECNICA Indicare Ente da cui dipendono 3) PER GLI INCARICHI DI ASSOCIAZIONE TECNICA Indicare Ente da cui dipendono

Mod G3 ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Struttura Gruppo Preventivo per l'anno 2005 BO 4

PREVISIONE DELLE SPESE DI DOTAZIONE E GENERALI DI GRUPPO

Dettaglio della previsione delle spese del Gruppo che non afferiscono ai singoli esperimenti e per l'ampliamento della Dotazione di base del Gruppo In KEuro VOCI IMPORTI DI DESCRIZIONE DELLA SPESA Parziali Totale SPESA Compet. Partecipazioni a Convegni e Collaborazioni Scientifiche 10,0 10,0

Collaborazioni Scientifiche 10,0

10,0

Partecipazioni a Convegni e Collaborazioni Scientifiche 15,0 15,0

Noleggio Fotocopiatrice, Toner, Tastiere, Mouse, Cartucce Stampanti 10,0

Materiale Consumo 10,0

Seminari Seminari 10,0 10,0

Spese trasporto

Pubblicazioni Pubblicazioni Scientifiche 1,0 Scientifiche 1,0 Spese Consorzio Ore CPU Spazio Disco Cassette Altro calcolo

Affitti e manutenz. apparecchiat.

Personal Computers 10,0 Materiale Inventariabile 10,0

Totale 66,0 (1) Indicare tutte le macchine in manutenzione Mod G4 (a cura del responsabile locale) ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Struttura Gruppo Preventivo per l'anno 2005 BO 4

PREVISIONE DELLE SPESE PER LE RICERCHE

RIEPILOGO DELLE SPESE PREVISTE PER LE RICERCHE DEL GRUPPO In KEuro SPESA PROPOSTA SIGLA Affitti ESPERIMENTO Miss. Miss. Materiale di Trasp. Spese di Mater. TOT Inviti Seminari Pubblicazioni e Manut. interno estero cons. e Facch. calcolo inventar. Compet. Appar. BO11 4,0 3,5 16,0 23,5 BO12 5,0 12,0 17,0 BO22 3,0 1,5 7,0 11,5 BO31 1,0 6,0 3,0 10,0 BO41 1,5 4,0 5,5 BO42 8,0 8,0 NA41 3,0 1,5 4,0 8,5 PI13 2,0 5,0 7,0 TO12 5,0 6,0 12,0 23,0 TS11 5,0 2,0 5,0 12,0

Totali A) 27,5 22,5 76,0 126,0 FB11 1,5 4,0 5,5

Totali B) 1,5 4,0 5,5 C) Dotazioni 10,0 10,0 15,0 10,0 10,0 1,0 10,0 66,0 di Gruppo Totali (A+B+C) 39,0 32,5 95,0 10,0 10,0 1,0 10,0 197,5 Mod G5