TOMASIELLO ALESSANDRO

Ruolo: 
professore associato
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Telefono: 
0264482527
Stanza: 
U02, Piano: P05, Stanza: 5027
Piazza della Scienza, 3 - 20126 MILANO

Biografia

Carriera scientifica.
2014– Professore Associato presso l’Universita` degli Studi di Milano-Bicocca.

2009–2014 Ricercatore presso l’Universita` degli Studi di Milano-Bicocca.
2007–2009 Postdoc: Harvard University, USA.
2004–2007 Postdoc: Stanford University, USA.
2001–2004 Postdoc: Ecole Polytechnique, Palaiseau e IHES, Bures-sur-Yvette, Francia.

Riconoscimenti e premi.

  • ERC Starting Grant (Consolidator)1 “The Structure of the Extra Dimensions of String The-

    ory” (XD-STRING), 1/9/2012 – 31/8/2017.

  • FIRB Grant RBFR10QS5J, “String Theory and Fundamental Interactions” (MIUR), Capo dell’unita` di Milano-Bicocca (una di due), 8/3/2012 – 7/3/2016.

  • Premio SIGRAV 2010 (Premio della Societa` Italiana di Relativita` Generale e Fisica della Gravitazione).

  • Invitato 3 volte come relatore plenario alla conferenza annuale del mio campo, “Strings”: Strings 2005, Toronto; Strings 2008, CERN; Strings 2014, Princeton.

  • Ricevuta Abilitazione Scientifica Nazionale (Feb. 2014) da Professore Ordinario nei settori 02/A2 (Fisica Teorica) e 01/A4 (Fisica Matematica). 

Studi. 

1997–2001 Dottorato di Ricerca in Fisica Matematica, SISSA/ISAS, Trieste. Tesi: Holomor- phicity and stability in string theory. Relatore: Loriano Bonora. Co–relatore: Cesare Reina. Discussione: 18/10/2001.

1992–1997 Laurea in Fisica, Universita` di Pisa. Voto: 110/110 e lode. Tesi: Lagrangiane effettive per buchi neri quantistici. Relatore: Michele Maggiore. Discussione: 20/3/1997.

Diploma in Fisica della Scuola Normale Superiore, Pisa. Voto: 70/70 e lode. Discus- sione: 9/1997. 

 

Ricerca

La mia attivita` di ricerca si e` focalizzata principalmente su temi di teoria delle stringhe, supergravita`, teoria dei campi.

Compattificazioni di stringa.

La teoria delle stringhe e` una promettente candidata a descrivere l’unificazione delle forze. Nella sua fase meglio compresa, essa predice sei dimensioni spaziali aggiuntive, arrotolate a formare uno spazio S6 su scala non ancora risolta dagli esperimenti attualmente possibili. La fisica osservata nelle ordinarie quattro dimensioni macroscopiche dipenderebbe dalla forma e dalla scala di S6. E` quindi necessario comprendere le possibilita` ammesse dalla teoria per questo spazio interno.

Una classe che ha attratto forte interesse e` quella in cui S6 preserva la supersimmetria, una sim- metria che scambia fermioni (particelle di materia) e bosoni (quanti di forza) e che riveste un ruolo importante nella formulazione della dinamica di stringa. Una famosa sottoclasse di spazi con questa proprieta` e` costituito dalle cosiddette varieta` di Calabi–Yau. Non si tratta pero` dell’esempio piu` gen- erale. Il mio lavoro di ricerca ha dato una caratterizzazione geometrica generale degli spazi S6 che preservano supersimmetria. In particolare:

In una serie di articoli, ho mostrato che S6 deve avere una struttura complessa generalizzata, una proprieta` originariamente definita da Hitchin per ragioni puramente matematiche.

Piu` precisamente, i miei risultati portano a un sistema di equazioni puramente geometrico (in termini di algebra esterna e forme differenziali) equivalente alla supersimmetria. Dal punto di vista pratico, questo da` una procedura per classificare le possibili soluzioni della teoria e per poter generare nuovi esempi espliciti.

Ho anche dato contributi allo studio delle correzioni semiclassiche: 

Ho mostrato sotto quali condizioni sono presenti correzioni istantoniche in compattificazioni di stringa.

La fisica dei modelli ottenuti nel caso piu` semplice in cui S6 sia una Calabi–Yau puo` essere arricchita aggiungendo D-brane. In questo ambito

Ho mostrato che le D-brane su varieta` di Calabi–Yau sono descritte matematicamente da oggetti detti eliche o collezioni eccezionali.

Olografia.

Le succitate tecniche di geometria complessa generalizzata hanno anche trovato applicazioni alla corrispondenza gauge/gravita`. Si tratta di una dualita` che lega una teoria di campo, spesso fortemente accoppiata, a una teoria di gravita` quantistica (spesso ottenuta dalla stringa mediante compattificazione) in una dimensione in piu`. In questo settore:

Ho mostrato che la cosiddetta massa di Romans della supergravita` ha una interpretazione naturale in teoria di campo come livello di Chern–Simons.

Questo implica in particolare che questo parametro ha una interpretazione nonperturbativa, nonos- tante non sia ancora noto come includerla nella fase a undici dimensioni della teoria (a volta detta M-teoria).

Piu` di recente, ho usato simili tecniche geometriche per lo studio delle teorie di campo in sei dimensioni. Per esempio

Ho trovato esplicitamente il piu` generale duale olografico di teoria conforme in sei dimensioni. Questi risultati hanno anche ispirato contributi alla classificazione piu` generale di tali teorie.

Teorie di campo.

Alcuni dei risultati descritti in precedenza hanno ricadute in teoria di campo; ho pero` anche dato contributi piu` diretti a questo argomento di ricerca. Lo studio di teorie supersimmetriche in spazi curvi spesso fornisce quantita` calcolabili esplicitamente, che possono essere usate per mettere alla prova dualita` o flussi del gruppo di rinormalizzazione congetturati in altro modo. In questo quadro:

Ho mostrato che teorie di campo in quattro dimensioni preservano almeno una supercarica su varieta` complesse (nel caso a segnatura Euclideo) e su spazi con almeno un vettore di Killing di tipo luce (nel caso a segnatura Minkowskiana).

Ho anche dato contributi allo studio di teorie di campo in presenza di noncommutativita`. 

Pubblicazioni

  • Del Zotto, M., Heckman, J., Tomasiello, A., & Vafa, C. (2015). 6d Conformal Matter. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2. Dettaglio
  • Gaiotto, D., & Tomasiello, A. (2010). The gauge dual of Romans mass. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS(1), 015. Dettaglio
  • Grana, M., Minasian, R., Petrini, M., & Tomasiello, A. (2005). Generalized structures of N=1 vacua. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS(11). Dettaglio
  • Klare, C., Tomasiello, A., & Zaffaroni, A. (2012). Supersymmetry on curved spaces and holography. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS(8). Dettaglio
  • Tomasiello, A. (2001). D-branes on Calabi-Yau manifolds and helices. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 5(2). Dettaglio