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ICRANet Newsletter



ICRANet Newsletter
Maggio – Giugno - Luglio 2018



SOMMARIO
1. Il paper redatto da C.R. Argüelles, A. Krut, J.A. Rueda, R. Ruffini, “Novel constraints on fermionic dark matter from galactic observables I: The Milky Way” é stato accettato per la pubblicazione su Physics of the Dark Universe il 12 Luglio 2018
2. Il Quindicesimo Marcel Grossmann Meeting (MG15) – Roma, 1 – 7 Luglio 2018
3. Visita del Professor Ruffini in Albania, 23 – 24 Maggio 2018
4. Nomina del Professor Ruffini a membro dell’ Horizon 2020 Advisory Group for the Marie Sklodowska-Curie actions on skills, training and career development (MSCA) programme – Bruxelles, 28 Giugno 2018
5. Accordo di collaborazione tra l’Università Sun Yat-Sen e ICRANet, 4 Luglio 2018
6. Cerimonia di chiusura del progetto “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme”- Presentazione dei risultati, 4 Maggio 2018
7. Rapporto tecnico-scientifico del progetto “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme” (ICRA,ICRANET, Fondazione Marco Besso, ECIPA)
8. Congratulazioni a Gregory Vereshaghin, ICRANet Faculty Professor, insignito del titolo di Doctor of Sciences (DSc) degree in theoretical physics, 13 Giugno 2018
9. Seminari scientifici presso la sede ICRANet di Pescara
10. Visite scientifiche presso la sede ICRANet di Pescara
11. Pubblicazioni recenti



1. Il paper redatto da C.R. Argüelles, A. Krut, J.A. Rueda, R. Ruffini, “Novel constraints on fermionic dark matter from galactic observables I: The Milky Way” é stato accettato per la pubblicazione su Physics of the Dark Universe il 12 Luglio 2018

Since near a century already, Astronomers ans Asrtrophysists have been gathering and analyzing data coming from galaxies, either small, or large ellipticals, or clumped in large clusters; to realize that about the 85% of the matter content of the Universe cannot be made of any of the building blocks we know (such as electrons, protons, neutrons, or its combinations). They came to the conclusion that the gravity exerted by all these possible known forms of matter, as combined in stars, gas or dust, is not enough to explain the observed stability and the kinematical properties in galaxies: an extra matter content was needed, called dark matter (DM).
A consensus has been reached within the scientific community about the nature of the DM, pointing towards an unknown fundamental particle created at the dawn of times. These particles would have started to gather together due to its own self-gravity into many different clumps of matter, dubbed as DM halos. Such pristine agglomerations are spherical configurations which constitute the progenitors of the galaxies we see today, with the halo component spreading typically about ten times the extension of the bright and normal matter composing the disk (as in the case of our home, the Milky Way). An important open question in the field, is precisely how this DM is distributed along a given galaxy, as well as the exact nature of the particle constituting the DM. The traditional approach to tackle this issue is given in terms of big numerical simulations involving a large amount of classical point masses. While such simulations provide the needed dark mass to account for the rotation curve of a galaxy, it has several problems on smaller scales below 10 kpc when confronted with observations.

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For the first time, the authors in [1] have presented an alternative approach to this problem, which allows to consider the quantum nature of the dark constituents as well as the particle mass dependence, directly in the DM profiles. Such a model consists in solving the equations of a self-gravitating gas of elementary neutral fermions at finite temperature allowing for escape of particle effects. The theory has been recently applied to the case of our own Galaxy, which is certainly the best benchmark to test it, given the vast and precise amount of data available to the date. For particle masses in the range of few 10 to 100 keV (see Figure), the solutions obtained by the authors provide the right description for the rotation curve of the Galactic halo, and predict at the same time, a dense and compact core of quantum nature harbored at the center. The key novelty of such dark matter core, is the possibility to explain the dynamics of the closest star orbiting around the SgrA* Galaxy center, without the need to introduce a super massive black hole (BH).
Read more: https://doi.org/10.1016/j.dark.2018.07.002




2. Il Quindicesimo Marcel Grossmann Meeting (MG15) – Roma, 1 – 7 Luglio 2018

The Fifteenth Marcel Grossmann Meeting on Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics and Relativistic Field Theories (MG15) took place at "Sapienza" University in Rome – Italy, from July 1 to 7, 2018. The meeting exceeded every expectation and confirmed once again its world leading role in the field of Relativistic Astrophysics, developed in the years since 1985 by ICRA at Sapienza University, and, in the most recent years, thanks to the collaboration with ICRANet center in Pescara.

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Fig. 1 – Foto di gruppo del MG15 nell’Aula Magna, dell’Università Sapienza di Roma.

Dall’11 al 7 Luglio 2018, presso l’Università Sapienza di Roma, si è tenuto il Quindicesimo Marcel Grossmann Meeting on Recent Developments in Theoretical and Experimental General Relativity, Astrophysics and Relativistic Field Theories (MG15).
Il meeting è andato al di là di ogni aspettativa e ha riconfermato ancora una volta il suo ruolo leader mondiale nel campo dell’Astrofisica Relativistica, costruito anno dopo anno fin dal 1985 dall’ICRA in Sapienza e, negli anni più recenti, in collaborazione con l’ICRANet di Pescara. Più di 800 scienziati provenienti da settanta nazioni diverse hanno partecipato al convegno e hanno presentato i risultati più recenti riguardanti la comprensione dell'Universo, raggiunti sulla base delle equazioni della relatività generale di Albert Einstein. Grazie anche al supporto finanziario di IUPAP, ICTP ed ESA, molti giovani scienziati da paesi in via di sviluppo hanno avuto la possibilità di partecipare al MG15.
Le registrazioni sono state aperte a partire da domenica 1 Luglio, dalle h 10.00 alle h 19.00, e il meeting è stato ufficialmente aperto il lunedì mattina, 2 Luglio 2018 con la cerimonia di consegna degli awards, alla presenza del Rettore dell’Università Sapienza, Eugenio Gaudio (vedi https://youtu.be/Mz5ZY0WzTDQ)

Quest’anno gli Institutional Awards sono stati assegnati a:
* The Planck Scientific Collaboration (ESA), premio consegnato a Jean-Loup Puget, the Principal Investigator of the High Frequency Instrument (HFI) - “for obtaining important constraints on the models of inflationary stage of the Universe and level of primordial non-Gaussianity; measuring with unprecedented sensitivity gravitational lensing of Cosmic Microwave Background fluctuations by large-scale structure of the Universe and corresponding B-polarization of CMB, the imprint on the CMB of hot gas in galaxy clusters; getting unique information about the time of reionization of our Universe and distribution and properties of the dust and magnetic fields in our Galaxy”.".
* Hansen Experimental Physics Laboratory At Stanford University, premio consegnato al Research Professor Leo Hollberg , HEPL Assistant Director - “to HEPL for having developed interdepartmental activities at Stanford University at the frontier of fundamental physics, astrophysics and technology”.".

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Fig. 2 – La cerimonia di consegna degli awards durante il MG15. Da sinistra a destra: il Prof. Leo Hollberg, il Prof. Rashid Sunyaev, il Prof. Shing-Tung Yau, il Prof. Remo Ruffini, il Magnifico Rettore Eugenio Gaudio, il Prof. Roy Kerr, il Prof. Lyman Page, il Prof Jean-Loup Puget e il Prof. Elia Battistelli. Fig. 3 – Il Prof Jean-Loup Puget (ESA) mentre riceve il MG15 institutional award. Fig. 4 – Il Prof. Leo Hollberg (HEPL) mentre riceve il MG15 institutional award.


Gli Individual Awards sono stati assegnati a:
* Lyman Page "for his collaboration with David Wilkinson in realizing the NASA Explorer WMAP mission and as founding director of the Atacama Cosmology Telescope".
* Rashid Alievich Sunyaev "for the development of theoretical tools in the scrutinising, through the CMB, of the first observable electromagnetic appearance of our Universe".
* Shing-Tung Yau "for the proof of the positivity of total mass in the theory of general relativity and perfecting as well the concept of quasi-local mass, for his proof of the Calabi conjecture, for his continuous inspiring role in the study of black holes physics".
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Fig 5, 6, 7 – Da sinistra a destra: il Prof. Lyman Page, il Prof. Rashid Sunyaev e il Prof. Shing-Tung Yau mentre ricevono il MG15 individual awards.

Durante le 6 giornate di conferenza, un’ampia varietà di temi sono stati affrontati nelle sessioni plenarie della mattina, partendo con "Mathematical and general relativity topics” il lunedì, “Kilonovae and Gravitational Waves” il martedì, “Future Precision Tests of GR” il mercoledì, “GRBs and CMB” il giovedì, “Multimessanger Astrophysics” il venerdì e “The Frontiers” il sabato.
Circa 26 sessioni parallele si sono svolte ogni pomeriggio all’interno del Campus universitario della Sapienza e negli spazi adiacenti del CNR, affrontando principalmente i seguenti argomenti: Accretion, Alternative Theories, Black Holes, Binaries, Boson Stars, Cosmic Microwave, Cosmic Strings, Dark Energy And Large Scale Structure, Dark Matter, Education, Early Universe, Gamma Ray Bursts, Gravitational Waves, High Energy, History Of Relativity, Neutron Stars, Precision Tests, Quantum Gravity, Strong Field and White Dwarfs.
Ci sono state inoltre diverse public lectures la sera, dalle 19.30 alle 20.30, tenute da Jeremiah Ostriker, Malcolm Longair, Marc Henneaux, Jean-Loup Puget, Lyman Page e Anne Archibald.
Durante il MG15, diversi social events sono satti organizzati a beneficio di tutti i partecipanti: in particolare, martedì 4 Luglio, alcuni eminenti professori e ricercatori della Sun Yat-Sen University (Cina), hanno presentato il loro istituto e festeggiato la firma del cooperation agreement con l’ICRANet organizzando un interessante evento, “SYSU Connection reception”. Il mercoledì sera, invece, ha avuto luogo la cena sociale del MG15, in una bellissima cornice: quella di palazzo Colonna, uno storico palazzo nel cuore di Roma. In questa occasione la Signora Claudia Graf-Grossmann (nipote di Marcel Grossmann) ha presentato al pubblico la biografia di suo nonno, la cui prefazione è stata preparata anche grazie alla collaborazione del professor Remo Ruffini, Direttore ICRANet. I partecipanti hanno inoltre avuto la possibilità di visitare, nella stessa giornata, la collezione artistica privata del palazzo, Galleria Colonnna.
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Diverse case editrici (quali Cambridge University Press, IOP Publishing, Universe e Springer Nature), inoltre, hanno esposto il loro materiale per tutta la durata del congresso, e la TV di stato cinese è stata presente per filmare e documentare questo interessantissimo evento (https://youtu.be/KbTgZuPEGgc e https://youtu.be/cbYbSn2BoFE).
Al momento, ICRA e ICRANet si stanno occupando dei Proceedings del MG15, che consisteranno in degli open access e-book e saranno pubblicati dalla World Scientific, Singapore, nel 2019.

Di seguito, alcuni link utili da poter consultare:
* Intervista con il Prof. Remo Ruffini: https://www.youtube.com/watch?v=i24U7SGoVAc&feature=youtu.be;
* Sito web del MG15: http://www.icra.it/mg/mg15



3. Visita del Professor Ruffini in Albania, 23 – 24 Maggio 2018

Il 23 e 24 Maggio 2018, il Professor Ruffini, grazie soprattutto alla collaborazione della Professoressa Mimoza Hafizi, è volato in Albania per incontrare il Prof. Dr. Mynyr Koni, Rettore dell’Università di Tirana: il meeting è stata un’occasione per discutere la possibilità dell’istituto albanese di diventare ufficialmente membra dell’ IRAP-PhD, con tutti i diritti e i privilegi previsti dallo statuto dell’IRAP-PhD. La visita ha fatto seguito alla proposta unanime dell’Università di Tirana come possibile membra del dottorato congiunto, approvata nel meeting dell’ IRAP-PhD Faculty, tenutosi il 30 Aprile 2018.




4. Nomina del Professor Ruffini a membro dell’ Horizon 2020 Advisory Group for the Marie Sklodowska-Curie actions on skills, training and career development (MSCA) programme – Bruxelles, 28 Giugno 2018

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Il Professor Ruffini è stato ufficialmente nominato membro dell’“Horizon 2020 Advisory Group for the Marie Sklodowska-Curie actions on skills, training and career development (MSCA) programme” per il periodo 2018-2020 (3° mandato). La Commissione Europea stava rinnovando la membership de suo Advisory Groups che fornisce input esterni di alto livello per aiutare ad informare, valutare, arricchire ed aggiornare le sue riflessioni ed idee per il monitoraggio e l’implementazione dell’ Horizon 2020 Work Programme, e il Professor Ruffini è stato scelto per via delle sue conoscenze, skills ed esperienze nell’ambito scientifico. La sua biografia è stata anche inserita nel Who’s Who booklet del gruppo. La nomina è avvenuta in occasione del 12° Meeting del MSCA Advisory Group, tenutosi a Bruxelles il 28 Giugno 2018: questo è stato il primo incontro dell’AG con la sua nuova configurazione per Horizon 2020. Il MSCA supporta finanziariamente ricercatori a tutti i livelli della loro carriera, indipendentemente dalla loro nazionalità e disciplina. I finanziamenti possono essere attribuiti a ricercatori individuali, networks, staff exchange programmes e doctoral/postdoctoral programmes. Inoltre, il MSCA permette agli scienziati di fare esperienza alivello internazionale, intersettoriale e interdisciplinare, e di completare il loro training scientifico con competenze trasversali che possono aumentare la loro impiegabilità e le loro prospettive lavorative. Per maggiori informazioni sul MSCA Advisory Group: http://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/




5. Accordo di collaborazione tra la Sun Yat-Sen University e ICRANet, 4 Luglio 2018

Il 4 Luglio 2018, ICRANet ha siglato un accordo di cooperazione con la Sun Yat-Sen University di Guangzhou – Cina, che sarà valido per 5 anni. Il documento è stato firmato dal Prof. Luo Jun, Presidente della Sun Yat-Sen University, e dal Prof. Ruffini, Direttore ICRANet, durante la partecipazione del Professor Luo come plenary speaker al 15° Marcel Grossmann Meeting, tenutosi a Roma dall’ 1 al 7 Luglio 2018. Alcuni eminenti professori e ricercatori della Sun Yat-Sen University hanno partecipato al MG15 e hanno colto questa opportunità per presentare il loro istituto e festeggiare la firma del cooperation agreement con l’ICRANet organizzando un interessante evento, “SYSU Connection reception” in University of Rome La Sapienza.
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Fig. 8 - Prof. Luo Jun, President of the Sun Yat-Sen University, and Prof. Ruffini, Director of ICRANet, after the signing the Collaboration Agreement.

Le principali attività congiunte che saranno portate avanti nell’ambito di questo accordo sono: la promozione di attività teoriche e di osservazione nel campo dell’astrofisica relativistica; lo scambio istituzionale di membri della Faculty, ricercatori, borsisti di post-dottorato e student; la promozione di sviluppi tecnologici; lo sviluppo di Data Centers per i dati astrofisici in tutte le frequenze; l’organizzazione di seminari, conferenze, workshops, corsi di formazione e ricerca e lo sviluppo di aree di ricerca interistituzionali associate a corsi di specializzazione locali; e la redazione di pubblicazioni congiunte.
Per consultare il testo dell’accordo: http://www.icranet.org/documents/agreementICRANet-SunYatSenUniversity.pdf
Per maggiori informazioni sulla partecipazione del Professor Luo al MG15: http://www.sysu.edu.cn/2012/en/news/news01/32725.htm




6. Cerimonia di chiusura del progetto “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme”- Presentazione dei risultati, 4 Maggio 2018

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Programma ufficiale della cerimonia di chiusura – ICRANet, 4 Maggio 2018

Il 4 Maggio 2018, il centro ICRANet di Pescara ha ospitato la cerimonia di chiusura del progetto finanziato dal Ministero Italiano dell’Educazione, Università e Ricerca (MIUR) “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme”, in collaborazione con la Fondazione Besso, ICRA e ECIPA. All’evento hanno partecipato anche più di 50 studenti delle classi 4D e 4I del “Liceo scientifico Galileo Galilei” di Pescara, sotto la supervisione dei Professori Gabriele Fraternali e Tiziana Pompa.
Questa cerimonia é stata l’evento conclusivo di una serie di iniziative portate avanti dallo scorso anno nel quadro di questo progetto ed è stato dedicato alla presentazione dei risultati e delle possibili prospettive future. I referenti dell’evento sono stati il professor remo Ruffini, Direttore ICRANet e il Dottor Marco Trisi, Direttore di ECIPA. Dopo una conferenza stampa, i due referenti hanno riassunto ed evidenziato quelli che sono stati gli eventi passati svoltisi nell’ambito del progetto e hanno mostrato agli studenti alcuni video realizzati in quelle occasioni. In particolare, i video riguardavano le due mostre “Einstein, Fermi and Heisenberg and the birth of Relativistic Astrophysics” e “ICRANet and China”, tenutesi presso la Fondazione Besso (Roma) dal 12 Dicembre 2017 al 12 Gennaio 2018, e i tre seminari organizzati in parallelo il 12 Dicembre 2017, l’8 e il 12 Gennaio 2018. Alla fine di questa presentazione, gli studenti hanno preso la parola per presentare alcuni strumenti scientifici autoprodotti sempre nell’ambito del progetto.

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Fig. 9, 10, 11 – Gli studenti delle classi 4D e 4I del “Liceo scientifico Galileo Galilei” di Pescara durante la loro partecipazione all’evento presso il centro ICRANet del 4 Maggio 2018.

A conclusione dell’evento, il Professor Zurab Berezhiani del Dipartimento di Scienze fisiche e chimiche dell’Università dell'Aquila, ha presentato un importante seminario dal titolo "Parallel dark world". Abstract: In this context, he discussed the possibility that dark matter is a sort of "baryonic" matter from parallel/mirror hidden sector of particles which can be exactly identical to that of ordinary particles, or represent its somewhat deformed version. Possible interaction processes between ordinary and dark particles are of particular interest since they can be at the origin of baryogenesis and dark baryogenesis and naturally explain why ordinary and dark matter fractions in the Universe are comparable. On the other hand, these interactions can be tested at laboratories via specific low-cost experiments.

Per maggiori informazioni sul seminario, è possibile consultare il link: http://www.icranet.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=89&Itemid=781



7. Rapporto tecnico-scientifico del progetto “Del Talento e della curiosità. Quando l’aquila e il passero volano insieme” (ICRA,ICRANET, Fondazione Marco Besso, ECIPA)

Fra gli oggetti celesti che hanno seguito con enorme successo lo sviluppo conoscitivo dell'essere umano, nessuno è stato più significativo ed importante della "Crab Nebula", scelta come emblema del nostro progetto. Scoperta nel 1054 come stella visitatrice, viene oggi chiamata "Crab Nebula" o "Nebulosa del Granchio" per via della sua morfologia simile alla chele di un granchio che ha al suo interno una Pulsar NPO532 che ruota intorno a se con un periodo di 33 millisecondi e che, nel 1968,è stata identificata con una stella di neutroni in rotazione.

Si veda la Figura 12 dove sono riprodotte:
I. La scritta in cinese riguardo la scoperta della "stella visitatrice", registrata nel luglio 1054 da astronomi Cinesi, Coreani e Giapponesi;
II. La splendida immagine della Crab Nebula così come è stata fotografata dal telescopio spaziale Hubble nel 2014 con le strutture filamentari, ancora oggi in espansione ad una velocità di 250 km / sec;
III. L’emissione in raggi X della Pulsar e la sua wind nebula, così come osservata dal satellite CHANDRA.

Proprio questo è stato il filo conduttore delle mostre allestite dall'ICRA e dall'ICRANet, i cui maggiori studi portati avanti negli ultimi cinquanta anni sono stati rivolti alla comprensione delle stelle di Neutroni, all‘introduzione e alla scoperta del primo buco nero nella nostra galassia (si veda Figura 13) e, più recentemente, alla fisica dei lampi Gamma Cosmologici (Gamma Ray Bursts o GRBs). Questi hanno permesso di raggiungere ed illuminare le parti più distanti ed oscure del nostro Universo, raggiungendo le fasi primordiali dell'Universo nel Big Bang. L‘energia emessa da un GRB é equivalente a quella emessa da un miliardo di Galassie, ciascuna di 100 miliardi di stelle, anche se solo per un tempo massimo di un centinaio di secondi.
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Figura 12 – La scritta in cinese riguardo la scoperta della "stella visitatrice" (1054), l’immagine della Crab Nebula fotografata con il telescopio spaziale Hubbl, e l’ emissione in raggi X della Pulsar e la sua wind nebula. Figura 13 – Il Professor Remo Ruffini riceve il Cressy-Morrison Award (1972) dalla New York Academy of Science, per la scoperta del primo buco nero nella galassia.

La comprensione di questi fenomeni ha seguito un cammino lungo e progressivo, in cui eventi storici eccezionali si sono verificati grazie alla collaborazione fra Occidente ed Oriente, e a profonde rivoluzioni concettuali introdotte da tre giganti: Albert Einstein, Werner Heisenberg e Enrico Fermi. Tutto ciò è stato possibile grazie a questi tre giganti, al rapporto privilegiato fra Italia e Cina, al ruolo fondamentale giocato dall'Italia nella formulazione di Albert Einstein della relatività speciale e generale,grazie alla collaborazione di Michele Besso e Marcel Grossmann con i maggiori matematici italiani, quali Ricci Curbastro e Tullio Levi Civita, ed infine grazie al ruolo rivoluzionario di Fermi in Cosmologia, tutt'ora sconosciuto al grande pubblico.
Si veda il materiale relativo alle due mostre "ICRANet and China" e "Einstein, Fermi and Heisenberg: the birth of Relativistic Astrophysics", allestite dall’ICRA e dall’ICRANet: http://www.fondazionemarcobesso.it/3362/inaugurazione-mostre-einstein-fermi-e-heisenberg-e-la-nascita-della-astrofisica-relativistica-e-icranet-e-cina-2/

Per consultare la biografia "Marcel Grosmann. For the love of Mathematics”, si veda: https://www.amazon.it/Marcel-Grossmann-Mathematics-Springer-Biographies-ebook/dp/B07DMD4VNH/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1532701370&sr=8-1&keywords=Marcel+Grossmann+For+the+Love+of+Mathematics (English)
https://www.amazon.it/Marcel-Grossmann-Aus-Liebe-Mathematik/dp/3905894327/ref=sr_1_fkmr0_1?ie=UTF8&qid=1532701370&sr=8-1-fkmr0&keywords=Marcel+Grossmann+For+the+Love+of+Mathematics (German)

Nell’ambito di questo progetto, è stato anche completato il libro "Fermi e l'Astrofisica" ora in stampa a Singapore, ed il volume "Einstein, Heisenberg and Fermi and the birth of Relativistic Astrophysics", have been completed.
Alcuni capitoli sono stati presentati durante diverse conferenze pubbliche tenutesi nell’ambito del progetto dal Professor Roy Patrick Kerr, Premio Crafoord per l’Astronomia 2016, consegnato dal Re di Svezia (si veda Figura 14).

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Figure 14 – Prof. Roy Patrick Kerr, Crafoord Prize for Astronomy 2016, during his conference “Cracking the Einstein code”, held at Fondazione Besso in Rome.


In queste conferenze pubbliche tenutesi a Roma presso la Fondazione Besso e l’Università Sapienza, alcuni illustri astrofici (si vedano Figure 15, 16, 17, 18) quali Marco Tavani (https://youtu.be/E7t0TkuK6Bc), Massimo Della Valle (https://youtu.be/9rjA-5ZgkOE), Fulvio Ricci (https://youtu.be/BXUH2hxlZGU), Roy Kerr (https://youtu.be/9rjA-5ZgkOE), Paolo de Bernardis (https://youtu.be/dJGBH6cuaXA) e Paolo Giommi, oltre a diversi studenti di dottorato ICRANet (si vedano Figure 19, 20, 21, 22), hanno presentato relazioni scientifiche di alto rilievo, documentate e filmate affinché siano pietre miliari e uniche per gli studi nei decenni a venire.
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Figura 15 – Il Professor Marco Tavani durante la sua conferenza “Radiazioni di GeV osservate da AGILE”.". Figura 16 – Il Professor Massimo Della Valle durante la sua conferenza "L’arcobaleno e le stelle d’oro".
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Figura 17 – Il Professor Fulvio Ricci durante la sua Lectio Magistralis "Gravitational Waves observations". Figura 18 – Il professor Paolo De Bernardis durante la sua Lectio Magistralis "La luce più antica dell'universo".


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Figure 19, 20, 21, 22 – Da sinistra verso destra: gli studenti di dottorato ICRANet Daria Promorac, Rahim Moradi, Wang Yu e Yerlan Aimuratov, durante i loro interventi alla Fondazione Besso.




8. Congratulazioni a Gregory Vereshaghin, ICRANet Faculty Professor, insignito del titolo di Doctor of Sciences (DSc) degree in theoretical physics, 13 Giugno 2018


Il 13 Giugno 2018, l’ICRANet Faculty Professor Gregory Vereshchagin é stato insignito del titolo di Doctor of Sciences (D Sc) degree in theoretical physics, così come annunciato dalla Higher Attestation Commission (VAK) della Bielorussia (http://www.vak.org.by/node/4418). La sua dissertazione “Kinetics, hydrodynamics and radiation of relativistic plasma” è stata brillantemente difesa il 27 Dicembre 2017 (http://vak.org.by/node/3942). Il Professor Vereshchagin è diventato, pertanto, uno dei pochi giovani ricercatori bielorussi under 40, insigniti di questo altissimo riconoscimento scientifico nel suo paese.
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Fig. 23 - Il Professor Gregory Vereshchagin durante la sua dissertazione il 27 Dicembre 2017.




9. Seminari scientifici presso la sede ICRANet di Pescara

* • Seminari del Professor Shadi Tahvildar-Zadeh
29 Dal 17 al 30 Luglio 2018, il Professor Shadi Tahvildar-Zadeh (Rutgers, The State University of New Jersey – USA), ha visitato il centro ICRANet di Pescara e ha dato una serie di seminari per i membri della faculty e gli studenti. I principali argomenti discussi sono stati: Theories of matter: Weyl, Einstein and Mie, the classification of singularities, the Bianchi identities and equations of motion, the Born-In field non linear electrodynamics, the Bopp-Landé-Thomas-Podolsky linear electrodynamics, the zero-gravity space times and Ring-like particles, the general relativistic hydrogen, the ground state of positronium and dark matter, the photons as particles and the electron-photon systems.


* • Seminario di Sergio Andrés Vallejo Peña, 24 Luglio 2018
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Il 24 Luglio 2018, Sergio Andrés Vallejo Peña, uno student in visita dall’Università di Antioquia (UDEA) – Colombia, ha dato due importenti seminari su "The effects of anisotropy and non-adiabaticity on the evolution of the curvature perturbation" (https://arxiv.org/abs/1804.05005) e "The MESS of cosmological perturbations" (https://arxiv.org/abs/1806.01941).


* • Seminario di Mikalai Prakapenia, 24 Luglio 2018
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Il 24 Luglio 2018, Mikalai Prakapenia (Ricercatore al centro ICRANet-Minsk e studente PhD presso la Belarusian State University), ha dato un importante seminario intitolato “Thermalization of electron-positron plasma with quantum degeneracy”. He reported on the analysis of the non-equilibrium electron-positron-photon plasma thermalization process studied using relativistic Boltzmann solver, taking into account quantum corrections both in non-relativistic and relativistic cases. Collision integrals are computed from exact QED matrix elements for all binary and triple interactions in the plasma. It is shown that in non-relativistic case binary interaction rates dominate over triple ones, resulting in establishment of kinetic equilibrium prior to final relaxation towards thermal equilibrium, in agreement with previous studies. On the contrary, in relativistic case triple interaction rates are fast enough to prevent establishment of kinetic equilibrium. It is shown that thermalization process strongly depends on quantum degeneracy in initial state, but does not depend on plasma composition.




10. Visite scientifiche presso la sede ICRANet di Pescara

* Dr. Sonila Boçi visit to ICRANet, 30 April – 13 May 2018
Dal 30 Aprile al 13 Maggio 2018, la Professoressa Sonila Boçi dall’Università di Tirana – Albania, ha visitato il centro ICRANet a Pescara. Durante la sua visita, ha avuto l’opportunità di discutere le sue ricerche scientifiche e di avere interessanti scambi con gli altri ricercatori dell’ICRANet e da diverse parti del mondo.

Durante l’estate, diversi altri scienziati e studenti hanno visitato il centro ICRANet di Pescara:
* Professor Clovis Achy Soares Maia (University of Brasilia – Brazil), 7 - 14 Luglio 2018
* Phd students Sílvia Pereira Nunes, Ronaldo Vieira Lobato and Marcelo Montenegro Lapola (Instituto Tecnológico de Aeronáutica de São José dos Campos, SP – Brazil), 7 – 12 Luglio 2018
* Professor Shadi Tahvildar-Zadeh (Rutgers, The State University of New Jersey – USA), 17 – 30 Giugno 2018
* Soroush Shakeri (Isfahan University of Technology - Iran),19 June – 17 Luglio 2018
* Prof. Mathews Grant (Center for Astrophysics at Notre Dame University – USA), 7 – 9 Luglio 2018
* Professor Wenbin Lin (School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University – China), 8 – 14 Luglio 2018
* Professor Hyung Won Lee (Inje University – South Korea), 16 July – 15 Agosto 2018
* Sergio Andrés Vallejo Peña (Universidad de Antioquia – Colombia), 1 July – 9 Settembre 2018
* Mikalai Prakapenia (ICRANet-Minsk center and Belarusian State University – Belarus), 1 – 27 Luglio 2018

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Prof. Sonila Boci
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Prof. Clovis Achy Soares Maia
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Prof. Shadi Tahvildar-Zadeh
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Soroush Shakeri
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Prof. Mathews Grant
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Professor Hyung Won Lee
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Mikalai Prakapenia

Prima e/o durante la loro visita, questi scienziati hanno avuto la possibilità di partecipare al 15° Marcel Grossmann meeting a Roma, e di portare avanti analisi e ricerche con gli altri scienziati ICRANet da tutte le parti del mondo.

Facendo seguito all’accordo tra ICRANet e l’Al-Farabi Kazakh National University (Kazakistan), due gruppi di studenti Kazaki, sotto la supervisione del Professor Medeu Abishev hanno visitato il centro ICRANet di Pescara Il primo gruppo è stato ospitato dall’11 al 25 Giugno 2018 ed era composto da Fariza Aitzhan, Makpal Akhmetzhanova, Albina Bazarova, Aizhan Duysenbaeva, Mamak Tangsholpan, Ernat Nurtazin, Balzhan Mamadkarimova and Tileuberdi Akhat. Il secondo gruppo, invece, è stato ospitato dal 30 Giugno all’11 Luglio ed era composto da Sadirkhanov Zhandos, Abdramanova Gulbanu, Assel Kuanysh, Anel Imangaliyeva, Symbat Nurakhmetova, Anapiya Meruyert, Zaltay Aklen, Gaukhar Askhanova, Niyazov Kaiyrzhan, Yesbol Meirambekuly, Botakoz Seifullina and Fatima Dankenova.

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Fig. 24 – Alcuni degli studenti Kazaki durante la loro visita al centro ICRANet di Pescara.




11. Pubblicazioni recenti

S. Gasparyan, N. Sahakyan, V. Baghmanyan, D. Zargaryan, "On the multi-wavelength Emission from CTA 102", accepted for publication on The Astrophysical Journal, on 8 July 2018.
We report on broadband observations of CTA 102 (z=1.037) during the active states in 2016-2017. In the γ-ray band, Fermi LAT observed several prominent flares which followed a harder-when-brighter behavior: the hardest photon index Γ=1.61±0.10 being unusual for FSRQs. The peak γ-ray flux above 100 MeV (3.55±0.55)×10−5 photon cm−2s−1 observed on MJD 57738.47 within 4.31 minutes, corresponds to an isotropic γ-ray luminosity of Lγ=3.25×1050ergs−1, comparable with the highest values observed from blazars so far. The analyses of the Swift UVOT/XRT data show an increase in the UV/optical and X-ray bands which is contemporaneous with the bright γ-ray periods. The X-ray spectrum observed by Swift XRT and NuSTAR during the γ-ray flaring period is characterized by a hard photon index of ∼1.30. The shortest e-folding time was 4.08±1.44 hours, suggesting a very compact emission region R≤δ×2.16×1014 cm. We modeled the spectral energy distribution of CTA 102 in several periods (having different properties in UV/optical, X-ray and γ-ray bands) assuming a compact blob inside and outside the BLR. We found that the high-energy data are better described when the infrared thermal radiation of the dusty torus is considered. In the flaring periods when the correlation between the γ-ray and UV/optical/X-ray bands is lacking, the γ-ray emission can be produced from the interaction of fresh electrons in a different blob, which does not make a dominant contribution at lower energies.
Link: https://arxiv.org/abs/1807.02869v1


P. Padovani, P. Giommi, E. Resconi, T. Glauch, B. Arsioli, N. Sahakyan, M. Huber,“Dissecting the region around IceCube-170922A: the blazar TXS 0506+056 as the first cosmic neutrino source”, accepted for publication in MNRAS on 12 July 2018.
We present the dissection in space, time, and energy of the region around the IceCube-170922A neutrino alert. This study is motivated by: (1) the first association between a neutrino alert and a blazar in a flaring state, TXS 0506+056; (2) the evidence of a neutrino flaring activity during 2014 - 2015 from the same direction; (3) the lack of an accompanying simultaneous γ-ray enhancement from the same counterpart; (4) the contrasting flaring activity of a neighbouring bright γ-ray source, the blazar PKS 0502+049, during 2014 - 2015. Our study makes use of multi-wavelength archival data accessed through Open Universe tools and includes a new analysis of Fermi-LAT data. We find that PKS 0502+049 contaminates the γ-ray emission region at low energies but TXS 0506+056 dominates the sky above a few GeV. TXS 0506+056, which is a very strong (top percent) radio and γ-ray source, is in a high γ-ray state during the neutrino alert but in a low though hard γ-ray state in coincidence with the neutrino flare. Both states can be reconciled with the energy associated with the neutrino emission and, in particular during the low/hard state, there is evidence that TXS 0506+056 has undergone a hadronic flare with very important implications for blazar modelling. All multi-messenger diagnostics reported here support a single coherent picture in which TXS 0506+056, a very high energy γ-ray blazar, is the only counterpart of all the neutrino emissions in the region and therefore the most plausible first non-stellar neutrino and, hence, cosmic ray source.
Link: https://arxiv.org/abs/1807.04461


T. Hayashinaka, S. Xue, “Physical renormalization condition for de Sitter QED”, Published in Rapid communication section of Phys. Rev. D 97, 105010, on 13 February 2018.
We considered a new renormalization condition for the vacuum expectation values of the scalar and spinor currents induced by a homogeneous and constant electric field background in de Sitter spacetime. Following a semiclassical argument, the condition named maximal subtraction imposes the exponential suppression on the massive charged particle limit of the renormalized currents. The maximal subtraction changes the behaviors of the induced currents previously obtained by the conventional minimal subtraction scheme. The maximal subtraction is favored for a couple of physically decent predictions including the identical asymptotic behavior of the scalar and spinor currents, the removal of the infrared (IR) hyperconductivity from the scalar current, and the finite current for the massless fermion.
Link: https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.97.105010


C.R. Argüelles, A. Krut, J.A. Rueda, R. Ruffini, “Novel constraints on fermionic dark matter from galactic observables I: The Milky Way”, accepted for publication on Physics of the Dark Universe, Volume 21, on 12 July 2018.
We have recently introduced a new model for the distribution of dark matter (DM) in galaxies based on a self-gravitating system of massive fermions at finite temperatures, the Ruffini–Argüelles–Rueda (RAR) model. We show that this model, for fermion masses in the keV range, explains the DM halo of the Galaxy and predicts the existence of a denser quantum core at the center. We demonstrate here that the introduction of a cutoff in the fermion phase-space distribution, necessary to account for the finite Galaxy size, defines a new solution with a central core which represents an alternative to the black hole (BH) scenario for SgrA*. For a fermion mass in the range mc2=48-345 keV, the DM halo distribution is in agreement with the Milky Way rotation curve data, while harbors a dense quantum core of about 4x106 solar masses within the S2-star pericenter.
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212686418300815


M.A. Prakapenia, I.A.Siutsou, G.V. Vereshchagin, “Numerical scheme for treatment of Uehling–Uhlenbeck equation for two-particle interactions in relativistic plasma, accepted for publication on the Journal of Computational Physics, on 4 July 2018.
We present a new efficient method to compute Uehling–Uhlenbeck collision integral for all two-particle interactions in relativistic plasma with drastic improvement in computation time with respect to existing methods. Plasma is assumed isotropic in momentum space. The set of reactions consists of: Moeller and Bhabha scattering, Compton scattering, two-photon pair annihilation, and two-photon pair production, which are described by QED matrix elements. In our method exact energy and particle number conservation laws are fulfilled. Reaction rates are compared, where possible, with the corresponding analytical expressions and convergence of numerical rates is demonstrated.
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999118304650?via%3Dihub


B. Arsioli, U. Barres de Almeida, E. Prandini, B. Fraga, L. Foffano, “Extreme & High Synchrotron Peaked Blazars at the limit of Fermi-LAT detectability: the γ-ray spectrum of 1BIGB sources”, published on Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sty1975, on 24 July 2018.
We present the 1-100 GeV spectral energy distribution for a population of 148 high-synchrotron-peaked blazars (HSPs) recently detected with Fermi-LAT as part of the First Brazil-ICRANet Gamma-ray Blazar catalogue (1BIGB). Most of the 1BIGB sources have their γ-ray spectral properties presented here for the first time, representing a significant new extension of the γ-ray blazar population. Since our sample was originally selected from an excess signal in the 0.3 - 500 GeV band, the sources stand out as promising TeV blazar candidates, potentially in reach of the forthcoming very-high-energy (VHE) γ-ray observatory, CTA. The flux estimates presented here are derived considering PASS8 data, integrating over more than 9 years of Fermi-LAT observations. We also review the full broadband fit between 0.3-500 GeV presented in the original 1BIGB paper for all sources, updating the power-law parameters with currently available Fermi-LAT dataset. The importance of these sources in the context of VHE population studies with both current instruments and the future CTA is evaluated. To do so, we select a subsample of 1BIGB sources and extrapolate their γ-ray SEDs to the highest energies, properly accounting for absorption due to the extragalactic background light. We compare those extrapolations to the published CTA sensitivity curves and estimate their detectability by CTA. Two notable sources from our sample, namely 1BIGB J224910.6-130002 and 1BIGB J194356.2+211821, are discussed in greater detail. All γ-ray SEDs, are made publicly available via the Brazilian Science Data Center (BSDC) service, maintained at CBPF, in Rio de Janeiro.
Link: https://academic.oup.com/mnras/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnras/sty1975/5057880


R. Ruffini, J. Rodriguez, M. Muccino, J. A. Rueda, Y. Aimuratov, U. Barres de Almeida, L. Becerra, C. L. Bianco, C. Cherubini, S. Filippi, D. Gizzi, M. Kovacevic, R. Moradi, F. G. Oliveira, G. B. Pisani, and Y. Wang, “On the Rate and on the Gravitational Wave Emission of Short and Long GRBs” published on The Astrophysical Journal, Volume 859, Number 1 on 18 May 2018.
On the ground of the large number of gamma-ray bursts (GRBs) detected with cosmological redshift, we classified GRBs in seven subclasses, all with binary progenitors which emit gravitational waves (GWs). Each binary is composed of combinations of carbon–oxygen cores (COcore), neutron stars (NSs), black holes (BHs), and white dwarfs (WDs). The long bursts, traditionally assumed to originate from a BH with an ultrarelativistic jetted emission, not emitting GWs, have been subclassified as (I) X-ray flashes (XRFs), (II) binary-driven hypernovae (BdHNe), and (III) BH–supernovae (BH–SNe). They are framed within the induced gravitational collapse paradigm with a progenitor COcore–NS/BH binary. The SN explosion of the COcore triggers an accretion process onto the NS/BH. If the accretion does not lead the NS to its critical mass, an XRF occurs, while when the BH is present or formed by accretion, a BdHN occurs. When the binaries are not disrupted, XRFs lead to NS–NS and BdHNe lead to NS–BH. The short bursts, originating in NS–NS, are subclassified as (IV) short gamma-ray flashes (S-GRFs) and (V) short GRBs (S-GRBs), the latter when a BH is formed. There are (VI) ultrashort GRBs (U-GRBs) and (VII) gamma-ray flashes (GRFs) formed in NS–BH and NS–WD, respectively. We use the occurrence rate and GW emission of these subclasses to assess their detectability by Advanced LIGO-Virgo, eLISA, and resonant bars. We discuss the consequences of our results in view of the announcement of the LIGO/Virgo Collaboration of the source GW 170817 as being originated by an NS–NS.
Link: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aabee4/meta


D. Bini, T. Damour, A. Geralico, “Spin-orbit precession along eccentric orbits: Improving the knowledge of self-force corrections and of their effective-one-body counterparts”, published on Phys. Rev. D 97, 104046 (2018) on 25 May 2018.
The (first-order) gravitational self-force correction to the spin-orbit precession of a spinning compact body along a slightly eccentric orbit around a Schwarzschild black hole is computed through the ninth post-Newtonian order, improving recent results by Kavanagh et al. [Phys. Rev. D 96, 064012 (2017).] This information is then converted into its corresponding Effective-One-Body counterpart, thereby determining several new post-Newtonian terms in the gyrogravitomagnetic ratio gS∗.
Link:
https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.97.104046


D. Bini, T. Damour, A. Geralico, C. Kavanagh, “Detweiler’s redshift invariant for spinning particles along circular orbits on a Schwarzschild background”, published on Phys. Rev. D 97, 104022 (2018) on 18 May 2018.
We study the metric perturbations induced by a classical spinning particle moving along a circular orbit on a Schwarzschild background, limiting the analysis to effects which are first order in spin. The particle is assumed to move on the equatorial plane and has its spin aligned with the z-axis. The metric perturbations are obtained by using two different approaches, i.e., by working in two different gauges: the Regge-Wheeler gauge (using the Regge-Wheeler-Zerilli formalism) and a radiation gauge (using the Teukolsky formalism). We then compute the linear-in-spin contribution to the first-order self-force contribution to Detweiler's redshift invariant up to the 8.5 post-Newtonian order. We check that our result is the same in both gauges, as appropriate for a gauge-invariant quantity, and agrees with the currently known 3.5 post-Newtonian results.
Link: https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.97.104022


 
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