Scheda FUPA FINAL




Informazioni generali

Fundamental physics from astrophysical data

FUPA

Programma

Progetto

RSN4

RSN1

RSN2

Attività: In Itinere; Data inizio: 2018; Data fine: 2030

giorgio.galanti giorgio.galanti@inaf.it

La comprensione delle leggi che governano la Natura è incompleta: l'evidenza della materia oscura suggerisce l'esistenza di nuove particelle e una teoria quantistica unificata resta una chimera. Esperimenti di laboratorio difficilmente possono dare una risposta a causa delle elevate energie richieste. L’ambiente astrofisico non ha questa limitazione rendendolo il luogo ideale per la ricerca di nuova fisica. Riguardo blazar e gamma-ray burst abbiamo trovato indizi sull'esistenza di axion-like particle e abbiamo studiato gli effetti di Lorentz invariance violation. Stiamo approfondendo i nostri studi valutando anche effetti sulla polarizzazione dei fotoni e stiamo estendendoli ad ammassi di galassie, pulsar. I nostri risultati sono testabili da osservatori come: CTA, ASTRI, Fermi, IXPE, COSI.

The understanding of the fundamental laws governing Nature is incomplete: dark matter evidence suggests the existence of faintly interacting particles and a unified quantum theory remains a chimera. Laboratory experiments can hardly give an answer because of the extremely high required energies. Astrophysical environment is not affected by this technological limitation making it the ideal place to search for new physics. Concerning blazars and gamma-ray bursts we have found hints at the existence of axion-like particles and we have studied effects of Lorentz invariance violation. We are deepening our studies by evaluating also effects on photon polarization and we are extending them to galaxy clusters, pulsars. Our results are testable by observatories like: CTA, ASTRI, Fermi, IXPE, COSI.

Ammassi, struttura a grande scala dell Universo e mezzo intergalattico

Galassie, AGN e loro evoluzione

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 6
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
IASF MILANO 1 0 0 0 0 0.30 0.00 0.00 0 0.00
O.A. BRERA 1 0 0.20 0.20 0.20 0 0 0 1 0.10
Totali 2 0 0.20 0.20 0.20 0.30 0.00 0.00 1 0.10
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 4
# Struttura TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Extra
1 INFN, Sez. Pavia 1.00 1.00 1.00 0 0 0 0.00
2 IASF MILANO 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
3 Università di Padova, Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei” 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0.00
4 Osservatorio di Brera 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
Totali 1.10 1.10 1.10 0.00 0.00 0.00 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
20 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1103/PhysRevD.84.105030 Titolo: Relevance of axionlike particles for very-high-energy astrophysics Autori:Alessandro De Angelis and Giorgio Galanti and Marco Roncadelli Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2011
2 10.1103/PhysRevD.86.085036 Titolo: Evidence for an axion-like particle from PKS1222$\mathplus$216? Autori:Fabrizio Tavecchio and Marco Roncadelli and Giorgio Galanti and Giacomo Bonnoli Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2012
3 10.1051/0004-6361/201526071 Titolo: On the detectability of Lorentz invariance violation through anomalies in the multi-TeV$\upgamma$-ray spectra of blazars Autori:F. Tavecchio and G. Bonnoli Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2015
4 10.1103/PhysRevD.98.043018 Titolo: Behavior of axionlike particles in smoothed out domainlike magnetic fields Autori:Giorgio Galanti and Marco Roncadelli Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2018
5 10.1016/j.jheap.2018.07.002 Titolo: Extragalactic photon\textendashaxion-like particle oscillations up to 1000 TeV Autori:Giorgio Galanti and Marco Roncadelli Publisher:Elsevier BV Rivista: Journal of High Energy Astrophysics Anno pubblicazione:2018
6 10.1093/mnras/stz1144 Titolo: Blazar VHE spectral alterations induced by photon\textendashALP oscillations Autori:Giorgio Galanti and Fabrizio Tavecchio and Marco Roncadelli and Carmelo Evoli Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
7 10.1093/mnras/stz3411 Titolo: Fundamental physics with blazar spectra: a critical appraisal Autori:Giorgio Galanti and Fabrizio Tavecchio and Marco Landoni Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
8 10.1093/mnras/stz3410 Titolo: Hint at an axion-like particle from the redshift dependence of blazar spectra Autori:G Galanti and M Roncadelli and A De~Angelis and G F Bignami Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
9 10.1103/PhysRevD.105.083022 Titolo: Photon-ALP interaction as a measure of initial photon polarization Autori:Giorgio Galanti Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2022
10 10.1103/PhysRevD.107.043006 Titolo: Photon-ALP oscillations inducing modifications to photon polarization Autori:Giorgio Galanti Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2023



Informazioni Pubbliche

Particle physics; Particle astrophysics; Dark matter; Gamma-rays; Active galactic nuclei; Blazars; Galaxy clusters; Neutron stars; Pulsars; Gamma-ray bursts.

La ricerca da noi svolta risulta essere di avanguardia in quanto l'ambiente astrofisico è considerato oggi come il miglior "laboratorio" per studiare fisica fondamentale. Il nostro gruppo è peculiare all'interno dell'INAF in questo aspetto rendendo possibile all'ente di sviluppare un ambito di ricerca rivolto ad aspetti di ricerca fondamentale. Infatti, questo tipo di ricerca abbraccia gli ambiti più stimolanti sia della fisica che dell'astrofisica in quanto da una parte si devono sviluppare nuove teoria fisiche e dall'altra valutare quali oggetti astrofisici risultino possedere caratteristiche che mettano alla prova i modelli teorici attuali e necessitino di una spiegazione attraverso nuove teorie.

Amazon; AMEGO; ASTRI; COSI; CTA; e-ASTROGAM; eXTP; Fermi-LAT; LHAASO; IAXO; IXPE; MAGIC;&nbsp;<span style="font-size: 11pt; font-family: &quot;Segoe UI&quot;, &quot;sans-serif&quot;;">NGXP</span>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 giorgio.galanti giorgio.galanti@inaf.it IASF MILANO N ASSEGNISTA Coordinatore; Fisica delle particelle; Modellistica teorica e matematica; Pulsar; Nuclei galattici attivi; Ammassi di galassie X X X X X X X OK
2 fabrizio.tavecchio fabrizio.tavecchio@inaf.it O.A. BRERA Y PRIMO RICERCATORE Nuclei galattici attivi; Lorentz invariance violation; Modellistica teorica X X X X X X X OK
3 giancarlo.ghirlanda giancarlo.ghirlanda@inaf.it O.A. BRERA Y PRIMO RICERCATORE Gamma-ray burst; Modellistica teorica X X X X X X X OK
4 marco.landoni marco.landoni@inaf.it O.A. BRERA Y TECNOLOGO Modellistica numerica; Simulazioni; Nuclei galattici attivi X X X X X X X OK
5 giacomo.bonnoli giacomo.bonnoli@inaf.it O.A. BRERA Y RICERCATORE Nuclei galattici attivi; Lorentz invariance violation; Modellistica teorica X X X X X X X OK
6 lara.nava lara.nava@inaf.it O.A. BRERA Y RICERCATORE Gamma-ray burst; Modellistica teorica X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 marco.roncadelli marco.roncadelli@pv.infn.it INFN, Sez. Pavia Y PRIMO RICERCATORE Fisica delle particelle; Nuclei galattici attivi; Modellistica teorica [1.0, 1.0, 1.0] [-1.0, -1.0, -1.0] -1.0
2 patrizia.caraveo patrizia.caraveo@inaf.it IASF MILANO Y ASSOCIATA Pulsar [0, 0, 0] [-1.0, -1.0, -1.0] -1.0
3 alessandro.deangelis alessandro.deangelis@inaf.it Università di Padova, Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei” Y PROFESSORE ORDINARIO Fisica delle particelle; Osservazioni di nuclei galattici attivi [0.1, 0.1, 0.1] [-1.0, -1.0, -1.0] -1.0
4 gabriele.ghisellini gabriele.ghisellini@inaf.it Osservatorio di Brera Y Dirigente di Ricerca Nuclei galattici attivi; Modellistica teorica [0, 0, 0] [-1.0, -1.0, -1.0] -1.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Mini Grant, INAF, Principal Investigator: Giorgio Galanti, about “High-energy astrophysics and axion-like particles”, 20k euro, 2022.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)
1 INAF - Mini Grant 20000.0