Antonio Marinelli
Ricercatore in tenure track
- GSD 02/PHYS-01; SSD PHYS-01/A
- a.marinelli@ssmeridionale.it
- Via Mezzocannone, n.4-80134 (NA)
- Area Interdisciplinare Scientifico-Tecnologica
Bio
2005 Laurea Magistrale in Fisica, Dipartimento di Fisica, Università di Bologna, Italia, 11/03/2005, Tesi: Numerical simulation of the large scale structure of the Universe,
Relatore: Prof. Lauro Moscardini, FOCUS: Attraverso le simulazioni N-corpi sono stati simulati due differenti modelli di Universo: ΛCDM e 𝜏CDM (Eistein-De Sitter). I due modelli selezionati sono stati confrontati con i dati dei cataloghi ottici del cielo profondo. In particolare sono stati messe a confronto le sovradensità misurate nei nodi della cosiddetta “cosmic web” e le strutture filamentari per diversi valori di redshift.
2006–2010 Dottorato di Ricerca in Fisica, International School of Graduate Studies “Galileo Galilei”, Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, Italia Dottorato ottenuto il 13/12/2010, Tesi: Discovery potential of AGNs with a Mediterranean neutrino telescope, Relatore: Prof. Mauro Morganti,
FOCUS: Calcolo del potenziale di scoperta per neutrini di alta energia in un telescopio Cherenkov chilometrico nel Mar Mediterraneo considerando la possibile emissione aspettata dalle radio galassie Centaurus A, M87 e NGC1275. Diverse geometrie del futuro telescopio e diverse caratteristiche delle sorgenti sono state prese in considerazione per il catalogo selezionato. La catena di simulazione Monte Carlo è stata adattata alla possibile geometria del rivelatore e installata sul nodo GRID INFN di Pisa non esistendo in questo periodo la simulazione ufficiale dell’allora consorzio KM3NeT.
La ricostruzione del segnale è stata ottimizzata per le geometrie considerate e appositi tagli sono stati ottenuti per la riduzione del “background” dovuto a neutrini e muoni atmosferici.
2026-adesso Ricercatore Tenure Track presso la Scuola Superiore Meridionale , Area: Space, Topic: Attività Multimessaggera neutrini – gamma – raggi cosmici, la quale include sia analisi dati che fenomenologia sia dell’universo locale che del cielo profondo.
2022-2026 Ricercatore a Tempo determinato, Uiversità “Federico II”, Dipartimento di Fisica Topic: Attività Multimessaggera neutrini – gamma – raggi cosmici, Scopertadel neutrino più energetico osservato fino ad ora e studio della possibile origine. Coordinazionedel gruppo di analisi dati KM3NeT formato da Università “Federico II”, Università “Vanvitelli”, INFN sezione di Napoli Coordinazione all’interno di KM3NeT e ANTARES delle analisi di tipo template fitting con il piano Galattico. Convener astro all”interno della collaborazione KM3NeT. Disegno e progettazione di nuovi rivelatori acustici sottomarini per i neutrini ultra energetici.,
Dal 15/05/2022 fino al 15/06/2026
2020–2022 Assegno di ricerca Senior INFN, INFN Sezione di Napoli Topic: Modellizzazione della emissione di neutrini da sorgenti di tipo “Reservoir” come starforming and starburst galaxies. Aspettative osservative per il segnale diffuso da queste tipi di sorgenti attraverso il telescopio, coordinazione del gruppo di analisi di KM3NeT formato da Università “Federico II”, Università “Vanvitelli”, INFN sezione di Napoli, referente del PRIN NANET 2017W4HA7S per i neutrini di origine astrofisica, Dal01/01/2020 al 01/01/2022
2016–2019 Assegno di ricerca INFN Sezione di Pisa Topic dell’assegno: Studio dell’emissione di neutrini Galattici e aspettative per il futuro telescopio KM3NeT/ARCA, responsabile locale (membro IB) per gli esperimenti KM3NeT e ANTARES e coordinatore della attività di analisi dati del gruppo, dal 01/05/2016 al 01/09/2019
2014–2015 Assegno di ricerca Dipartimento di Fisica, Università di Pisa & Galilei Postdoctoral Fellow Titolo dell’assegno: Multimessenger study (gamma-ray and neutrino) of extragalactic high energy emitters, 01/12/2014 – 01/12/2015, Supervisor: Prof. Keniki Konishi
2013–2014 Assistant Professor al Dipartimento di Fisica, Università Autonoma del Messico,UNAM, Città del Messico, Tema investigativo: Studio delle aspettative di neutrini ad alta energia da Radiogalassia di tipo FR I, Simulazioni Monte Carlo delle geometrie intermedie dell’esperimento HAWC e caratterizzazione del segnale da muoni prodotti negli sciami atmosferici, 01/11/2013 – 31/11/2014
2011–2013 DGAPA Postdoctoral Fellowship al Dipartimento di Fisica, Università Autonoma del Messico, UNAM, Città del Messico Titolo del progetto: Verificazione scientifica del progetto HAWC attraverso l’analisi dei dati del prototipo VAMOS e il loro confronto con le simulazioni Monte Carlo. Finalizzazione della geometria di HAWC e caratteristiche del segnale per le diverse configurazioni dei tank utilizzati, dal 01/11/2011 al 01/11/2013 Supervisor: Dr. Ruben Alfaro
2011–2011 Borsa di studio postdottorato al Dipartimento di Fisica, Università di Pisa, Titolo del progetto: Calcolo della sensitivity del futuro KM3NeT per l’osservazione di alcuni tipi di Blazars, costruzione di una catena di simulazione Monte Carlo per il futuro telescopio KM3NeT nel nodo GRID dell’INFN ldi Pisa., dal 01/01/2011 al 01/11/2011, Supervisor: Prof. mauro Morganti
Short Biography in english:
Biography
Antonio Marinelli, Graduated in Physics at University of Bologna, master (2005), and doctorate in Physics at University of Pisa, “PhD Galileo Galilei school” (2010). He is currently assistant professor at Scuola Superiore Meridionale and He is a active member of the local theoretical astroparticle group, as well as of the KM3NeT and ANTARES experiments, being also astro convener of the collaboration and member of the scientific steering committee, former member of the HAWC experiment.
In the last years his activity comprises the phenomenological analysis of astrophysical high-energy emission as well as the study of Cherenkov detectors discovery potential and the ultra-high-energy detector geometry design. His interest start from the physics of high-energy emission in the source ending up with the best conceptual device to catch this signal.
Ricerca
High Energy neutrino studies
I started to work on this scientific topic since my PhD at Galilei School of Pisa University. The phenomenological studies I did were dedicated to the estimation of hadronic emission from radio galaxies FR-I type, known BL-Lac objects and Galactic diffuse component. The focus on radio galaxies was mainly devoted to Cen A, M87 and NGC1275, with a deep investigation of the high-energy gamma-ray spectral features. Different assumptions were made considering the gamma-ray observations obtained in MeV-GeV range by satellite telescopes (like Fermi-LAT and AGILE) and at TeV scale by imaging Cherenkov telescopes. The expected neutrino counterpart was modeled, for few scenarios assumed, with a focused investigation on the observability of the expected flux with the TeV-PeV neutrino observatories. The study of neutrino emission from BL-Lacs was focused on the estimation of hadronic duty cycle for this particular class of highly variable objects. For this purpose, long term gamma-ray observations were taken into account to obtain high and low activity periods. In this case, data from Fermi-LAT, H.E.S.S., MAGIC, VERITAS and MILAGRO were considered. On the other hand, the study of diffuse neutrino emission from our Galaxy was mostly related to the effects of a new comprehensive scenario for cosmic-ray transport. We introduced this new model to explain the diffuse Galactic gamma-ray emission measured by Fermi-LAT telescope at more then 10 GeV and the MILAGRO excess at 15 TeV. An upper limit for Galactic diffuse neutrino expectation was set considering different cases of gas and source distributions. I also coordinated the analyses done by ANTARES and IceCube experiments to set the experimental upper limits on the maximal diffuse Galactic contribution to a possible disomogeneity between the astrophysical neutrino flux measured from the Northern hemisphere and the one measured from the Southern. In parallel to the phenomenological activity done, from 2015 to 2019 I was appointed as a team leader, at Pisa University, of the collaborations KM3NeTand ANTARES. I coordinated the local experimental activities related to these two experiments with tasks related to the raw data analysis and construction activities. From 2020 I moved to University and INFN of Naples shifting my phenomenological activity to neutrino emission from starforming environments, done with several PhD students and collegues, as well as my coordination activity to data and MC analysis of the local KM3NeT group (in this moment the biggest one within the KM3NeT collaboration). After the major effort spent searching for the astrophysical origin of the most energetic neutrino event ever observed by the KM3NeT telescope, published on Nature in 2025 I was also appointed as a astro convener of the collaboration as well as member of scientific steering committee. Right now my activity continue the parallel effort on data analysis of neutrino telescopes as well as the study of major candidate emitters.
High Energy gamma-ray studies
My experimental activity on gamma rays started at UNAM, participating in the construction and data analysis phases of the HAWC telescope. I was responsible for the sceintific verification of the detector geometry, obtained through the comparison between Monte Carlo simulations and data, during the initial phase of this telescope, when a prototype called VAMOS was built for this purpose. I obtained the expectations of HAWC detector to observe same peculiar AGNs and a small collaboration with the MILAGRO experiment. In the past few years I also used the Fermi-LAT data to obtain the the SEDs of the diffuse gamma-ray emission from different regions of our Galaxy using the Fermi tools. These SEDs were used to tune the model of the diffuse Galactic emission. In particular few years ago with my colleagues from INFN of Pisa we linked the Fermi-LAT and H.E.S.S. observations in the Central Molecular Zone using the newly introduced cosmic-ray transport scenario (so called KRA-gamma). At the moment I am using the gamma-ray data to infer the non-thermal activity of major astrophysical candidates for the hadronic emission in the local Universe, as well as the diffuse observations of the Fermi-LAT telescope to compute population studies of the most powerful accelerators of the deep Universe.
Ultra High Energy csmic-ray studies
I started the study of ultra-high-energy cosmic rays at UNAM with the multi-wavelength analysis of FR-I radio galaxies combining the data from Telescope Array and Pierre Auger with the ones from IceCube and imaging Cherenkov telescopes. In the recent years I also focused on PeV Galactic cosmic rays connecting the model of cosmic-ray transport introduced at the beginning with the expectations of gamma-ray and neutrinos from different regions of the Galactic plana. This phenomenological approach gives a possible explanation of the longstanding problem of the 15 TeV excess measured by Milagro telescope in the Cygnus region and se the neutrino expectations from different Galactic diffuse regions. After the detection with the KM3NeT detector of the most energetic neutrino ever observed I started to investigate also the properties of UHE cosmic rays compatible with the cosmogenic origin of this event. I am still looking for possible hints of that scenario.
Pubblicazioni
More than ~150 publications on peer review journals
link to orcid:
https://orcid.org/0000-0002-1466-1219
link to google scholar:
https://scholar.google.com/citations?hl=it&user=24yf6SIAAAAJ
News
Here some interesting press releases referred to my works
https://www.nasa.gov/universe/gamma-ray-telescopes-reveal-a-high-energy-trap-in-our-galaxys-center/
https://www.na.infn.it/il-ruolo-dei-modelli-teorici-nella-nuova-scoperta-di-icecube
https://www.universetoday.com/articles/the-most-energetic-neutrino-ever-detected-could-be-primordial
Corsi
2013-2014 Titolare del corso “High Energy Astrophysics” per studenti di Master, Dipartimento di Astronomia, Università UNAM (A.A. 2013-2014)
2016-ora Docente del corso intensivo per i dottorandi del I anno “Meccanismi di emissione non termica nelle sorgenti astrofisiche e tecniche di rivelazione di neutrini astrofisici” per studenti di dottorato, Fisica, Università di Siena (A.A. 2017-2018, A.A. 2018-2019, A.A. 2019-2020, A.A 2020-2021, A.A. 2021-2022, A.A 2022-2023, A.A. 2023-2024, A.A 2024-2025, A.A 2025-2026)
2017-2019 Supporto alla didattica per il corso di “Laboratorio di Fisica I”, Fisica, Università di Pisa (A.A. 2017-2018 A.A. 2018-2019)
2023-2024 Supporto alla didattica per il corso di “Laboratorio di Fisica II”, Fisica, Università di Napoli “Federico II” (A.A. 2023-2024, A.A. 2024-2025, A.A. 205-2026)
2023-2024 Docente del corso monografico per i dottorandi del I anno “Neutrino Astronomy: a closer look at the journey of this messenger”, Fisica, scuola di studi avanzati SSM, Napoli, (A.A. 2023-2024, 12 ore)
2025-2026 Docente del corso monografico per i dottorandi del I anno “Multimessenger astrophysics and astroparticle physics”, Fisica, Università di Napoli “Federico II” (A.A. 2025-2026, 6 ore)
