LINEE DI RICERCA 

Argomenti:

• Fenomenologia adronica con particolare riguardo a
  • effetti di spin e polarizzazione
  • effetti di higher-twist
  • diffusione profondamente anelastica
  • decadimenti semileptonici
  • effetti nucleari
  • test di QCD perturbativa
• Fenomenologia delle teorie supersimmetriche
• Diffusione elettrone-positrone
• Modelli del nucleo

Un programma che porto avanti da tempo è l'aggiornamento e l'approfondimento dell'analisi dei dati sui decadimenti semileptonici dell'ottetto dei barioni. Il problema riguarda la trattazione delle violazioni di SU(3) presenti in tali decadimenti. L'ultimo risultato di questo programma è l'estrazione dei parametri F e D, migliorandone sensibilmente la precisione e affidabilità. Questi parametri sono di particolare rilevanza per l'analisi dei dati sulla diffusione profondamente anelastica polarizzata ottenuti negli esperimenti menzionati sopra. In una collaborazione nata all'INT di Seattle con il Dr. X. Ji dell'Università del Maryland e il Prof. X. Song dell'Università della Virginia, sto approfondendo un'analisi nuova dei decadimenti semileptonici. Come già sottolineato, la fenomenologia dei decadimenti semileptonici dell'ottetto dei barioni è di particolare importanza per la comprensione del DIS polarizzato. Tuttavia, attualmente vi sono in letteratura analisi contrastanti basati su vari modelli. In quest'ottica sarebbe auspicabile una descrizione più generale onde evitare i condizionamenti arbitrari dovuti ai vari modelli adottati. 

Attualmente, con un gruppo di teorici e sperimentali basato al CERN, sto valutando la possibilità di realizzare un esperimento a bersaglio fisso a LEP II per studiare gli eventi cosiddetti a "grande gap di rapidità", la cui inattesa scoperta a HERA ha suscitato grande interesse. L'elemento nuovo introdotto da un tale studio a bersaglio fisso è la possibilità di rivelare il protone di rinculo e altri frammenti del bersaglio. L'identificazione e la misura del loro impulso daranno informazione indispensabile per la comprensione dei meccanismi coinvolti e degli stati scambiati (pione, pomerone, ecc.) in eventi di questo tipo. 

Sono inoltre tornato allo studio del problema delle asimmetrie di spin singolo. Diverse misure sono da tempo disponibili da collisioni adrone-adrone a Fermilab e altre saranno presto condotte negli esperimenti ep al CERN e a DESY. Non esiste una spiegazione nell'ambito di QCD perturbativa e manca una teoria unica in grado di spiegare completamente i risultati sperimentali. Accomunando tecniche sviluppate separatamente, speriamo di essere in grado di formulare un approccio unificato che possa dare luce ad una situazione sperimentale tuttora incompresa. Si pensa in questo modo di ottenere accesso diretto a effetti di higher-twist e nuove funzioni di struttura finora irraggiungibili e quindi di poter fornire ulteriori test della fattorizzazione in processi adronici ad alti impulsi trasferiti. 

Parallelamente, sto valutando la possibilità di fare una predizione dell'andamento asintotico della funzione di struttura g₂ (oggetto di alcuni tra i miei primi lavori) che controlla la dipendenza del DIS dalla polarizzazione trasversa. I primi risultati sperimentali, seppur preliminari, sono ora resi disponibili sia dal gruppo SMC (CERN) sia dall'esperimento E143 (SLAC). Effetti di spin trasverso saranno inoltre oggetto di studi prossimi, progettati per gli acceleratori nuovi dei laboratori di Brookhaven e di Jefferson (USA). 

Infine, da diversi anno presto la mia consulenza al gruppo milanese dell'esperimento E687/831 a Fermilab che studia la fisica dei quark pesanti mediante la produzione e il decadimento di mesoni e barioni con charm ad alta statistica. 

COLLABORAZIONI NAZIONALI 

E687/831 e BTeV (Fermilab), gruppo di Milano. 

COLLABORAZIONI INTERNAZIONALI 

Dr. X. Ji, U. of Maryland, USA e Dr. X. Song, U. of Virginia, USA. 

Prof. J. Soffer, CNRS, Marsiglia, Francia. 

Progetto HELP (CERN), Svizzera. 

PUBBLICAZIONI (1995-1997) 

1. G. Preparata and P.G. Ratcliffe, The Pomeron in QCD, Phys. Lett. B345 (1995) 272.
2. P.G. Ratcliffe, Higher Twist, Polarised Structure Functions and the Bjorken System of Equations, in proc. of IX Winter School on Hadronic Physics (Folgaria, Feb. 1994), to appear, hep-ph/9409370.
3. P.G. Ratcliffe, The Bjorken System of Equations and Nucleon Spin Structure-Function Data, in proc. of The Albuquerque Meeting (DPF  94) (Albuquerque, Aug. 1994), ed. S. Seidel (World Sci., 1995), vol. 2, p. 1701, hep-ph/9409368.
4. X. Artru, V. Avati, L. Dick, V. Karapetian, A. Kotzinian, W. Kubischta, P.G. Ratcliffe and B. Vuaridel, Diffractive Deep-Inelastic Scattering, HELP preprint (Jan. 1995).
5. G. Preparata and P.G. Ratcliffe, Comment on Analysis of Data on Polarized Lepton-Nucleon Scattering, Phys. Lett. B355 (1995) 356.
6. P.G. Ratcliffe, Proton Spin, Sum Rules, QCD and Higher Twist, invited talk in proc. of Workshop on Deep Inelastic Scattering and QCD (Paris, Apr. 1995), eds. J.F. Laporte and Y. Sirois (Ècole Polytechnique, 1995), p. 431, hep-ph/9506383.
7. P.G. Ratcliffe, SU(3)-Breaking Effects in Hyperon Semi-Leptonic Decays and the Extraction of F and D, Phys. Lett. B365 (1996) 383.
8. P.G. Ratcliffe, Summary Talk, invited Symposium Summary Talk in proc. of The XII Int. Symp. on High Energy Spin Physics (Amsterdam, Sept. 1996), eds. C.W. de Jager, T.J. Ketel, P.J. Mulders, J.E.J. Oberski and M. Oskam-Tamboezer (World Sci., 1997), p. 161, hep-ph/9611348.
9. P.G. Ratcliffe, Single-Spin Asymmetries, invited review talk in proc. of Perturbative QCD as a Probe of Hadron Structure (Riken-BNL, 1997), eds. R.L. Jaffe and G. Sterman, p. 117.
10. P.G. Ratcliffe, A New Quark Model Approach to Hyperon Semi-Leptonic Decays, in proc. of Deep Inelastic Scattering off Polarized Targets: Theory Meets Experiment (DESY-Zeuthen, 1997), to appear in Nucl. Phys. Proc. Suppl. B., eds. J. Bluemlein, A. De Roeck, T. Gehrmann, W.-D. Nowak, p. 128, hep-ph/9710458.
11. P.G. Ratcliffe, Factorisation in Higher-Twist Single-Spin Amplitudes, hep-ph/9806369, Como preprint EPTCO-98-001, submitted to the European Physical Journal C.
12. P.G. Ratcliffe, SU(3) Breaking in Hyperon Beta Decays: a Prediction for X⁰ -> S⁺ e anti-n, Como preprint EPTCO-98-002, hep-ph/9806381, submitted to the Phys. Rev. Lett.
13. P.G. Ratcliffe, SU(3) Breaking in Hyperon Beta Decays: a Prediction for X⁰ -> S⁺ e anti-n, Como presented at the III Int. Conf.on Hyperons, Charm and Beauty Hadrons (Genova, June-July 1998), preprint EPTCO-98-003, hep-ph/9807394.