E' ricercatore dell'Istituto di Fisica dell'Università di Roma Tor Vergata ed del Riken, centro di ricerca del Giappone, dove è "team leader" dell'esperimento JEM-EUSO.
Si occupa di cosmologia ed astrofisica delle particelle, con particolare riferimento alla ricerca di antimateria e materia oscura dallo spazio.
Ha una ventennale esperienza di costruzione, realizzazione e lancio di apparati per lo studio di raggi cosmici a bordo di palloni stratosferici, satelliti e stazioni spaziali (Mir ed Internazionale).
Divide le sue ricerche tra l’Italia, la Russia ed il Giappone, ove lavora per circa metà del suo tempo.
Ha più di cento pubblicazioni su riviste scientifiche tra cui due su Nature e Science ed altrettante presentazioni a congressi internazionali.
Svolge attività di docenza presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma Tor Vergata e attività di outreach presso scuole, conferenze ed open campus.
Ha pubblicato articoli divulgativi riviste nazionali come Darwin, Le Stelle, L’Astronomia.
Il suo blog è a questo indirizzo: http://marco-casolino.blogspot.com
Esperimenti nello spazio:
1. 1993-2000: NINA – A bordo del satellite russo Resurs-01 n.4 (in orbita 1998-1999)
2. 1998-2001: NINA-2 a bordo del satellite dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) MITA (in orbita 2000-2001)
3. 1999- PAMELA, a bordo del satellite russo Resurs-DK1 (lanciato nel 2006)
4. 1994-2002: Sileye-1 and Sileye-2, a bordo della stazione spaziale russa Mir (a bordo 1995-2000)
5. 2001- Sileye-3/Alteino sulla stazione spaziale internazionale (ISS) (lanciato nel 2003)
6. 2000- ASI Altea facility sulla ISS (lanciata nel 2006)
7. 7. 2004-2006 Lazio-Si-Rad sulla ISS (a bordo 2005-2006)
8. 2005- ESA ALTCRISS a bordo della ISS (Principal Investigator)
9. 2003- Si-Rad (in costruzione). Realization of a high performance cosmic ray detector to be located on the outside of the ISS.
10. 2007- JEM-EUSO (in costruzione), Studio di raggi cosmici di ultra-alta energia dallo spazio.
Esperimenti tramite palloni stratosferici:
1993 TrampSi 93 (TS93, Fort Sumner, USA)
1994 Caprice’94 (Lake Manitoba, CA)
1998 Caprice’98 (Fort Sumner, USA
Campagne di lancio di satelliti:
2000 – Cosmodromo russo di Plesesk (NINA2/MITA), lanciatore Cosmos
2005 – Cosmodromo russo/khazako di Baikonur (Lazio-Sirad), lanciatore Soyuz
2005 – Baikonur (Altcriss) , lanciatore Soyuz/Progress
2006 – Baikonur (Pamela), lanciatore Soyuz-FG
2007 – Baikonur (Altcriss), lanciatore Soyuz/Progress
Addestramento astronauti e cosmonauti:
1994-1998 S. Avdeev (Missioni sulla Mir),
2000, 2005 R. Vittori (Missioni Eneide –1 and Eneide –2 sulla ISS),
2006 T. Reiter (Missione LDM sulla ISS),
2006 C. Fuglesang (Missione Shuttle STS-116 sulla ISS)
Attività principali di ricerca scientifica
a) Fisica astroparticellare delle alte energie, ricerca di materia oscura ed antimateria nei raggi cosmici.
Questa linea di ricerca è incentrata sulla misura di precisione del flusso di raggi cosmici con particolare riguardo allo studio della componente nucleare, isotopica e di antimateria (antiprotoni, e+) mediante strumenti posti su palloni stratosferici e su satelliti. Scopo principale degli esperimenti è la ricerca indiretta di materia oscura tramite la rilevazione di eccessi di antiprotoni e positroni provenienti dall’annichilazione di particelle supersimmetriche.
Lo studio della componente di materia ed antimateria nei raggi cosmici ha avuto il suo culmine nel 2006 con la messa in orbita di un apparato di nuova generazione, l’esperimento PAMELA, con cui la fisica dei raggi cosmici carichi è passata ad una nuova fase di misure di precisione. Dalle misure del rapporto positroni elettroni è emerso in quadro inaspettato che potrebbe essere interpretato come un segnale di materia oscura che si annichila nella galassia.
b) Fisica spaziale e dell’ambiente radioattivo
Questi studi interdisciplinari sono rivolti alla caratterizzazione dell’ambiente radioattivo in stazioni spaziali ed all’effetto dei raggi cosmici sul sistema nervoso centrale degli astronauti, tra cui il fenomeno dei lampi di luce nello spazio osservato già dalle prime missioni Apollo. Le prime missioni, Sileye-1 (1995-1997), Sileye-2 (1997-2000) sono state effettuate sulla Stazione Spaziale russa MIR. A queste sono seguite Sileye-3/Alteino (2002), Lazio-Sirad (2005), Altcriss (2005), Altea (2006) sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Con l’esperimento ALTCRISS si sta studiando l’efficacia di vari materiali nel ridurre il flusso dei nuclei presenti nei raggi cosmici. Scopo ultimo di questi studi è ridurre la dose di radiazioni sino a rendere accettabile il rischio legato alla radiazione in future missioni di lunga durata sulla Luna o su Marte.
c) Tecniche e tecnologie della fisica delle particelle elementari applicate allo spazio
L’uso di tecniche di rivelazione proprie della fisica nucleari e delle particelle elementari nello spazio ha richiesto un lavoro continuo di adattamento ai severi vincoli (massa, consumi, resistenza alle radiazioni, ridondanze…) posti nel porre apparati su satelliti e a bordo di stazioni spaziali.