RESEARCH ACTIVITIES
Publications:
Current Research Topics:
ML&AI and Quantum Computing & QML:
Fisica_AI group @ department of physics of Sapienza and ML_INFN @ INFN CSN5 group:
applications of ML and ANN in Physics (HEP, multimessanger, Applied Physics (imaging, medicine, ...), quantum computing, complex systems
ML/DL/AI developments: physics-guided Deep NN, Deep Generative Models, explainable-AI based on physics models, compressed models and knowledge transfer, super-fast DNN on FPGA and SoC
ML/DL/AI: theory development: physics-guided Deep NN, Quantum Machine Learning and and Quantum Neural-Network - INFN-CERN-IBM Quantum Initiative
xAI (explainable AI): CHIST-ERA IV - MUCCA Project
High Energy Physics:
ATLAS Experiment at the LHC collider at CERN
National Coordinator of the ATLAS Collaboration 7.2019 - 7.2023: ATLAS Italy
Coordinator of the ATLAS Rome group at Sapienza University of Rome 7.2023-ongoing: ATLAS Rome Group
Past Activities:
Available thesis topics: in HEP (ATLAS, FCC/IDEA), applied physics (medicine, imaging MRI/CT,...), AI/ML/DL (applications, developments, and DNH theory)
keep in touch with me for informations: stefano.giagu.AT.uniroma1.it and see also this web page
Present students:
PhD:
Dr. G. Padovano: "Standard Model precision physics with tau leptons with the ATLAS experiment at the LHC", (Roma, ongoing)
Dr.ssa E. Pompa Pacchi: "Dark sector searches in final states with long-lived or prompt neutral particles with the ATLAS detector and upgrade of the L0 muon trigger for HL-LHC", (Roma, ongoing)
Dr. F. Morodei: "Z to tau-tau differential cross-section measurement with the ATLAS experiment and upgrade of the L0 muon trigger for HL-LHC", (Roma, ongoing)
Dr. T. Torda: "Interpretability and explainability IA in advanced Neural Networks for Topological Quantum Field Theory, Neuroscience and Medical Application", (Roma, ongoing)
Dr.ssa A. Maiuro: "Sviluppo di protocolli NMR per la diagnostica medica" (Roma, ongoing)
Dr.ssa G. Russo: "Anomaly detection for New Physics searches at the HLC and upgrade of the L0 muon trigger for HL-LHC", (Roma, ongoing)
Dr. S. Bordoni: "Quantum computers as AI accelerators for quantum machine learning algorithms", (Roma, ongoing)
Dr.ssa G. Grillo: "Multi-disciplinary Use Cases for Convergent new Approaches to AI explainability", (Roma, Dottorato Nazionale AI, ongoing)
D. Fiacco: "Di-Higgs search with the ATLAS experiment at the LHC", (Roma, ongoing)
A. Cacioppo: "Development of Generative Quantum Machine Learning Models", (Roma, ongoing)
L. Colantonio: "Physics informed Deep Learning Models", (Roma, ongoing)
MSc:
M. Errico: "Development and study of the performances of novel algorithms on FPGAs for muon reconstruction and identification in the ATLAS L0 Muon Barrel Trigger", (Roma, ongoing)
J. P. Oommen: "Recasting framework for the Displaced Dark Photon analysis of the ATLAS experiment and reinterpretation in different new physics models"m (Roma, ongoing)
F. Scarpati: "Physics informed Graph Neural Networks for Graph Coloring Problems", (Roma, ongoing)
M. D’Emilia: “Anomaly Detection driven search for new physics in di-boson final states with the ATLAS detector at the LHC”, (Roma, ongoing)
Past students:
PhD:
E. Cassetta: "Artificial Intelligence for non-linear spectroscopy", in collaborazione con il gruppo del Prof. T. Scopigno, (Roma,2023)
L. Polenta: "Artificial Intelligence for non-linear spectroscopy", in collaborazione con il gruppo del Prof. T. Scopigno, and Prof. Christian Napoli at DIET (Roma, MD in Artificial Intelligence and robotics,2023)
M. Veith: "GNN supervised applications for Graph Colouring", (Roma, 2023)
E. Silvestri: "GNN unsupervised applications for Graph Colouring", (Roma, 2023)
B. Ricci: "Dark sector searches in final states with prompt neutral particles with the ATLAS detector ", (Roma, 2023)
P. Buttarini: "AI-assisted Transipilers for quantum circuits based on Reinforcment Learning", (Roma, 2023)
V. Colella: "Accelerating MR Imaging with AI", (Roma, 2023)
L. Maglianella: "Explainable AI for interpretable Deep Learning mod- els in a High-Energy Physics use-case with efficient muonic particles pattern recognition", in collaborazione con il gruppo del Prof. Christian Napoli at DIET (Roma, MD in Artificial Intelligence and robotics, 2023)
N. Stocchetti: "Long-lived particles Anomaly Detection AI algorithms for the ATLAS Muon High Level Trigger at HL-LHC", (Roma, 2023)
G. Caradonna: "Applying Graph Networks-based Simulators to pre- dict the dynamics of glassy systems ", (Roma,2023)
L. Colantonio: "Quantum Diffusion generative models on variational quantum circuits", (Roma, 2023)
A. Shokry: "Exlanatory Learning application in QFT", in collaborazione con il gruppo di E. Rodolà CS department, (Roma, 2023)
Dr. L. Sabetta: “Ricerca di decadimenti invisibili del bosone di Higgs nel canale di produzione VBF con l’esperimento ATLAS” (Roma, 2022)
Dr. I. Longarini: “Ricerca di dark-photon e applicazioni in hep di DeepLearning” (Roma, 2022)
Dr. S. Francescato, “Search for new phenomena in dijet mass and angular distributions with the ATLAS experiment in Run2” (Roma, 2021)
Dr. C. Sebastiani: “Ricerca di nuove particelle a lunga vita media predette in modelli con settori nascosti” (Roma, 2019)
Dr. G. Gustavino: “Search for New Physics in Mono-jet FInal States in pp Collisions” (Roma, 2016)
Dr. V. Ippolito: “Measurement of the Higgs boson properties with the ATLAS detector” (2013)
Dr. G. Artoni: “Search for H→ZZ→4μ with the ATLAS detector” (2012)
Dr.ssa C. Maiani: “Production x-sections and lifetime determination of b→J/psi X→μμ X” (Roma, 2011)
Dr. G. Salamanna: “Measurement of Bs oscillations at CDF” (Roma, 2006);
Dr. M. Donegà: “Measurement of the lifetime and ΔΓs of the Bs meson in the decay mode Bs→hh, with the CDF detector” (Ginevra, 2005)
Dr. K. Giolo: “B meson lifetimes determination in fully hadronic decays” (Purdue USA, 2005)
Dr. S. De Cecco: “Measurement of relative branching fractions for D0 meson Cabibbo supressed hadronic decays, from the CDF secondary vertex trigger sample at the Tevatron collider” (Roma, 2003)
MSc:
T. Santantonio: "Variational quantum circuits for anomaly detection", (Roma, 2023)
D. Fiacco: "Algoritmi basati su deep learning geometrico per l'identificazione di leptoni tau nell'esperimento ATLAS", (Sapienza, 2022)
L. Nicoletti: "Explainable AI for interpretable Deep Learning mod- els in a High-Energy Physics use-case with efficient muonic particles pattern recognition", in collaborazione con il gruppo del Prof. Christian Napoli at DIET (Roma, MD in Artificial Intelligence and robotics, 2022)
A. Baiocchi: "Studio di algoritmi di Deep Learning basati su Graph Neural Network per la classificazione e la ricomposizione di oggetti solidi divisi in frammenti", (Sapienza, 2022)
L. Di Fruscia: "Graph Neural Network per la prognosi e la simulazione funzionale e della fluidodinamica in sistemi respiratori di pazienti affetti da covid-19", (Sapienza, 2022)
M. Ciacchi: “Dynamic Graph Neural Networks development and explanation with physical models based on spin glass systems” (Sapienza, 2022)
H. Bouzidi: "Innovative denoising algorithms based on DNN for MRI imaging", in collaborazione con il gruppo del Prof. C.Napoli (Sapienza, 2021)
G. Russo: "Development and study of the performances of novel algorithms on FPGAs for muon reconstruction and identification in the ATLAS L0 Muon Barrel Trigger" (Sapienza, 2021)
L. Rambelli: "Sviluppo e test di un dimostratore per algoritmi di trigger di alto livello basati su DeepNN su acceleratori commerciali SoCs e ACAPs su schede PCIe per il Run-3 dell'esperimento ATLAS a LHC" (Sapienza, 2021)
M. Di Filippo: "Sviluppo di un Deep Neural Network per l'identificazione del leptone tau nel calorimetro dual-readout e misura della sua polarizzazione in un futuro collider e+e-" (Sapienza, 2021)
L. Ceccarelli: "Sviluppi teorici in topological quantum field theory e sviluppo di nuovi algoritmi per l'encoding topologico di informazioni basati su quantum neural network, e applicazioni allo studio di materiali topologici ", in collaborazione con il gruppo del Prof. A.Marcianò (Sapienza, 2021)
G. Tuttobene: “Applications of Generative Deep Learning methods to low energy nuclear interaction models”, in collaborazione con il Prof. C.Mancini Terracciano (Sapienza, 2021)
L. Rossi: “Emulate a low energy nuclear interaction model with Deep Learning”, in collaborazione con il Prof. C.Mancini Terracciano (Sapienza, 2021)
E. Agrimi: "Prognosis and optimization of COVID-19 therapy through AI-driven analysis of CT and clinical data", in collaborazione con la Prof. C.Voena (Sapienza, 2021)
L. Serra: "Sviluppo di procedure innovative per la selezione di feature radiomiche robuste", in collaborazione con la Prof. C.Voena e il Dr. A.Ciardiello (Sapienza, 2021)
Dr. L. Torresi: “AI for tau identification in the IDEA dual readout calorimeter” (Sapienza, 2021)
Dr. S. Bordoni: “Decoding topological codes with neural networks” (Sapienza, 2020 )
Dr.ssa C.B. Falzi: "Studio del rumore e applicazioni di Machine Learning su immagini di Risonanza Magnetica pesate in diffusione" (Sapienza, 2020)
Dr. F. Santangelo: "Feasibility of using long-lived mono-Dark Photons signals as a probe for light Dark Matter at LHC" (Sapienza, 2020)
Dr. F. Tortonesi: “AI and transfer knowledge for Ultra-fast Artificial Intelligence in real time systems in HEP” (Sapienza, 2020)
Dr. F. Morodei: “Physics driven Data Augmentation techniques for identification of displaced Jets with the ATLAS experiment at the LHC” (Sapienza, 2020)
Dr. A. Cacioppo: “Deep learning for the parameter estimation of tight-binding Hamiltonians” (Max Plank Institute for Intelligent Systems + Roma co-tutoring, 2020)
Dr.ssa A. Lanteri: “Optimizing two-point correlation ststistics using machine learning techniques in new-generation spectroscopic surveys of galaxies” (European Space Agency + Rome co-tutoring, 2020)
Dr.ssa G. Salvi: “Sviluppo algoritmi innovativi per la selezione in tempo reale (trigger) di nuove particelle neutre di lunga vita media predette da modelli di fisica con settori nascosti con l’esperimento ATLAS a LHC” (Universitè de Geneve + Rome co-tutoring, 2019)
Dr.ssa F. Riti: “Ultra-fast Artificial Intelligence for real time reconstruction of muons in the ATLAS experiment at HL-LHC” (Rome, 2019)
Dr. R. Mottarelli: “Search for new phenomena in dijet mass and angular distributions with the ATLAS experiment in Run2” (Roma, 2019)
Dr.ssa E. Pompa Pacchi: “Re-interpretation of the mono-Jet analysis of the ATLAS experiment in the context of Dark Sector Models” (Rome, 2020)
Dr. G. Albora: “Artificial Intelligence and Deep Learning applications for the identification of Long-Lived particles with the ATLAS detector at LHC” (Rome, 2019)
Dr. G. Padovano: “Search for Dark Matter through invisible decays of the Higgs boson produced in VBF processes” (Roma, 2020)
Dr. A. Sbandi: “Deep variational Autoencoders for denoising of MRI images with 19F” (Roma, 2019)
Dr. L. Badiali: “Reinforcement Learning visuale con goal autogenerati e applicazioni fisiche” (Roma, 2019)
Dr.ssa F. Luzi: “Ricerca di nuove particelle a lunga vita media predette in modelli con settori nascosti” (Roma, 2019)
Dr. I. Longarini: “Simulazione veloce di Jet adronici con Generative Adversial Networks” (Roma, 2018)
Dr. L. Sabetta: “Sviluppo di Deep Neural Network su FPGA per il trigger muonico dell’esperimento ATLAS” (Roma, 2018)
Dr. G. Frattari: “Ricerca di Materia Oscura in topologie mono-jet con l’esperimento ATLAS” (Roma, 2018)
Dr. S. Francescato: “Search for new phenomena in dijet mass and angular distributions from pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector” (Roma, 2017);
Dr. C. Sebsatiani: “Ricerca di Materia Oscura in topologie mono-jet con techniche multivariate di analisi con l’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2016);
Dr.ssa V. Fabiani: “Ricerca di Materia Oscura in eventi con jet adronici ed energia trasversa mancante con l’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2015);
V. Di Cicco: “Misura della massa del Bosone di Higgs nel canale di decadimento H->gammagamma con l'esperimento ATLAS a LHC” (dissertazione laurea triennale, Roma, 2014)
Dr.ssa L.S. Bruni: “Ricerca di un bosone di Higgs pseudoscalare nel canale di decadimento A->Zh->lltautau con l’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2014)
Dr. F. Giuli: “Ricerca di segnali da bosoni di Higgs pseudoscalari addizionali tramite l’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2014)
Dr. G. Gustavino: “Studio della violazione di CP nel settre dell’Higgs con l’esperimento ATLAS” (Roma, 2013)
Dr.ssa R. Donnarumma: “Ricerca del bosone di Higgs nel canale di decadimento H→ZZ→2l2q con tecniche di analisi multivariata nell’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2012)
Dr. I. Angelozzi: “Ottimizzazione dei criteri di isolamento muonico utilizzati nel sistema di trigger dell’esperimento ATLAS al CERN” (Roma, 2011)
Dr. S. Mariani: “Misura della vita media degli adroni con b-quark nei canali di decadimento J/ψ→μμ con il reivelatore ATLAS a LHC” (Roma, 2011)
Dr. A. Gabrielli: “Ricerca del bosone di Higgs in modelli Hidden Valley con l’esperimento ATLAS a LHC” (Roma, 2011)
Dr. A. Castelli: “Search for Hidden Valley decays in LeptonJets” (Roma, 2011)
Dr. V. Candelise: “Studio e messa a punto delle prestazioni dell’algoritmo di ricostruzione muonica e di isolamento al secondo livello di trigger dell’epserimento ATLAS” (Roma, 2010)
Dr. ssa E. Benhar Noccioli: “Studio e messa a punto delle prestazioni dell’algoritmo di ricostruzione di muoni combinati al secondo livello di trigger dell’epserimento ATLAS” (Roma, 2010)
Dr, M. Bettiol: “Search for LeptonJets in the h→γdγd→4μ decay mode with ATLAS at LHC” (Roma, 2010)
Dr. V. Ippolito: “Reconstruction of J/psi→μμ with the ATLAS detector” (Roma, 2009)
Dr. G. Artoni: “Studio di algoritmi per la reiezione di muoni dai decadimenti di π e K al secondo livello del trigger dei muoni del rivelatore ATLAS a LHC” (Roma, 2009)
Dr. V. Rossetti: “Trigger per la selezione di eventi con particelle esotiche neutre a lunga vita nell'esperimento Atlas” (Roma, 2008)
Dr.ssa C. Maiani: “Tuning of the Level-2 muon isolation triggers in ATLAS” (Roma, 2008)
Dr. G. Salamanna: “TOF resolution studies using muons from J/psi” (Roma, 2003)
Dr.ssa S. Vallecorsa: “Reconstruction of D meson decays in fully hadronic final state with the CDF detector” (Roma, 2001)