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Antimateria cosmica a LHC

27 March, 2017 - 14:42

L’esperimento LHCb, al Large Hadron Collider (LHC) del CERN, è riuscito a ricreare in laboratorio le collisioni cosmiche fra protoni, accelerati nell’anello a un'energia di 6,5 TeV, e atomi di elio a riposo. Si tratta della prima misura di produzione di antimateria in collisioni protone-elio, e rappresenta perciò un passo significativo verso una migliore comprensione della produzione secondaria di antiprotoni nella propagazione dei raggi cosmici. Questi dati sono importanti per una più accurata interpretazione dei risultati degli esperimenti spaziali PAMELA e AMS-02 sulla misura del rapporto tra protoni e antiprotoni nei raggi cosmici.

L'idea di questa misura nasce da un gruppo di fisici, sia teorici che sperimentali, attivi su progetti di fisica astroparticellare presso le sezioni INFN di Catania, Firenze e Torino, che l'hanno proposta alla collaborazione LHCb. Il gruppo LHCb della sezione di Firenze ha guidato la sua realizzazione attraverso un uso innovativo dei fasci di LHC che ha reso per un giorno LHCb un "esperimento spaziale”. I primi risultati di questa misura sono stati presentati alla conferenza Rencontres de Moriond 2017, a La Thuile.

Negli scorsi anni, l’ultima generazione di esperimenti nello spazio per lo studio dei raggi cosmici ha portato grandi contributi alla nostra conoscenza sulla piccola componente di antimateria, circa una parte su diecimila, presente fra le particelle di alta energia che viaggiano all’interno della nostra galassia. In particolare, gli esperimenti PAMELA, in volo su un satellite dal 2006, e più recentemente AMS-02, in orbita dal 2011 sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), entrambi progetti con una importante partecipazione dell’INFN, hanno misurato con precisione il rapporto fra antiprotoni e protoni nei raggi cosmici, spingendosi a energie di centinaia di GeV, inaccessibili fino a pochi anni or sono.

L’antimateria può fornirci informazioni su processi ancora ignoti che avvengono nell’universo perché, ad esempio, potrebbe essere il prodotto dell’annichilazione di particelle di materia oscura. Ma sappiamo che una piccola frazione di antimateria deve essere prodotta nelle collisioni fra i raggi cosmici e la “polvere di stelle”, cioè il gas interstellare di bassissima densità, composto prevalentemente di idrogeno ed elio, che i raggi cosmici incontrano nel loro cammino.

Per effettuare la nuova misura, i fisici di LHCb hanno iniettato una minuscola quantità di gas di elio nel tubo ad alto vuoto dove circolano i fasci di LHC in prossimità del loro rivelatore, utilizzando un dispositivo chiamato, in modo evocativo, SMOG. La pressione del gas è inferiore a un miliardesimo della pressione atmosferica, cosa necessaria a non alterare i fasci di LHC, ma grazie all'intensità dei fasci di protoni è comunque sufficiente a completare la misura in poche ore.

“Grazie a SMOG, LHCb ha aperto la strada all'uso dei fasci di LHC per esperimenti su bersaglio fisso”, commenta Giacomo Graziani, ricercatore dell’INFN di Firenze, principale autore dello studio. “Sebbene questa configurazione non fosse prevista nel programma iniziale di fisica a LHCb, – prosegue Graziani – la geometria del rivelatore è particolarmente adatta allo scopo, e potremo dare contributi importanti alla fisica dei raggi cosmici e alla fisica nucleare, grazie anche alla possibilità di utilizzare bersagli con diverso numero atomico, come elio, neon e argon".

Grazie alla capacità di distinguere gli antiprotoni dalle altre particelle cariche, una specialità dell'esperimento, i fisici di LHCb hanno misurato la probabilità che gli antiprotoni si formino in queste collisioni, che avvengono proprio all'energia rilevante per le attuali misure nello spazio. Per misurare con precisione la densità di questo bersaglio gassoso, è stata sviluppata una tecnica ad hoc: sono stati contati i singoli elettroni atomici che, “colpiti” dai protoni del fascio, un po' come palle da biliardo, vengono proiettati all'interno del rivelatore. Questo processo è conosciuto con grande precisione, e permette dunque di risalire al numero di atomi di elio esposti al fascio.

“La misura realizzata contribuirà a ridurre le incertezze presenti sulla stima degli antiprotoni secondari nei raggi cosmici, dando quindi la possibilità di una interpretazione più chiara delle difficili misure sugli antiprotoni effettuate da PAMELA e AMS-02, ed è una chiara dimostrazione dell’importanza della multidisciplinarietà in ambito scientifico”, sottolinea Oscar Adriani, direttore della Sezione INFN di Firenze, uno dei proponenti della misura.“Questo risultato a LHC – prosegue Adriani – è infatti segno della vivacità intellettuale delle collaborazioni scientifiche LHCb e PAMELA e dimostra la capacità di mettere insieme in modo complementare quello che osserviamo in cielo prodotto dagli ‘acceleratori spaziali’ e quello che realizziamo noi nei nostri ‘acceleratori terrestri’”.

“L’antimateria cosmica è uno straordinario messaggero per la comprensione della produzione e propagazione di particelle nella Galassia” spiega Fiorenza Donato, ricercatrice dell’INFN di Torino e professore di Fisica Teorica all’Università di Torino, che ha proposto la misura sull’elio ai colleghi sperimentali. “Tra gli antiprotoni misurati, - prosegue Donato - se ne potrebbero annidare alcuni originati dall’annichilazione di particelle di materia oscura, e i dati che LHCb ha prodotto con notevole efficacia su bersaglio di elio potrebbero contribuire a rendere meno ambigua la loro individuazione”. “Questa misura può essere la prima di altre misure sviluppate dagli esperimenti al CERN con LHC in collaborazione con la fisica cosmica, che ormai è diventata una scienza di alta precisione: la sinergia che si è creata può portare a importanti risultati per la soluzione di alcuni tra i più grandi misteri ancora irrisolti sul nostro universo, come quella della natura della materia oscura”, conclude Donato.

LA COLLABORAZIONE SPAZIALE FERMI SI RIUNISCE PER LA PRIMA VOLTA AL CERN

27 March, 2017 - 08:10

La collaborazione Fermi, il satellite della NASA per lo studio dei raggi gamma di alta e altissima energia nello spazio, progetto scientifico cui l’Italia partecipa con l’INFN, l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), si riunisce dal 27 al 30 marzo al CERN di Ginevra, per discutere i più recenti risultati della missione e per creare nuove connessioni culturali. È la prima volta, dopo il lancio del 2008, che i partecipanti alla missione si ritrovano per il meeting di collaborazione al CERN, il più grande laboratorio al mondo per la fisica delle alte energie, che ospita il super-acceleratore di particelle LHC. “Questo evento rappresenta un’importante occasione di rinnovare e favorire lo scambio tra le due importanti comunità scientifiche della fisica astroparticellare e della fisica delle particelle”, sottolinea Luca Latronico, coordinatore del progetto Fermi per l’INFN, e promotore di questa iniziativa. “Fermi è un esperimento riconosciuto al CERN fin dal 2000, – prosegue Latronico – e nel 2006 abbiamo anche realizzato qui una lunga campagna di due mesi di test con diversi fasci di particelle per la calibrazione del nostro telescopio”. “L’interesse del CERN per la fisica astroparticellare è cresciuto negli anni, come dimostrano i numerosi esperimenti riconosciuti che indagano sui raggi gamma, i raggi cosmici galattici, i neutrini di origine solare e astronomica, le onde gravitazionali, l’energia oscura”. “Abbiamo quindi deciso di sfruttare la convergenza di queste iniziative sul CERN per intensificare gli scambi già attivi all’interno della comunità dell’astrofisica multi-messaggero e per creare nuovi legami con la comunità di riferimento tradizionale del CERN”. “Per questo motivo abbiamo previsto una giornata aperta su alcuni temi caldi di comune interesse, come la materia oscura e i raggi cosmici”, conclude Latronico.
In particolare, infatti, il programma del meeting prevede una giornata di eventi pubblici il giorno ​​29 marzo, presso l'Auditorium del laboratorio. Nel corso della giornata saranno presentati i più recenti risultati ottenuti analizzando i dati pubblici di Fermi e quelli dei gruppi sperimentali e teorici del CERN attivi nei settori della ricerca della materia oscura e dei raggi cosmici. Saranno invitati a partecipare il gruppo di fisica astroparticellare di ATLAS, gli esperimenti CAST e NA62, specificamente sulla ricerca delle cosiddette Axion Like Particles (ALP), e AMS sulle misure di elettroni e positroni galattici. Il meeting di Fermi è, inoltre, organizzato in stretta sequenza con un workshop sulle sezioni d’urto rilevanti per le misure in fisica astroparticellare.
Ma il meeting offrirà anche l’occasione per condividere un’esperienza di commistione tra scienza e arte. L’astrofisica multi-messaggero e l’arte contemporanea condivideranno, infatti, il palcoscenico, in una serata dedicata all’evento Blazing Quasi-Stellar Object: un'opera multimediale realizzata dall'artista italiano Luca Pozzi, organizzata dal duo curatoriale Francesco Urbano Ragazzi. Pozzi, che ha una profonda fascinazione per le idee scientifiche alla base moderna astrofisica multi-messaggero, realizzerà una performance artistica strutturata in una conferenza-spettacolo con animazioni visive. Pozzi terrà la sua lezione sull’opera pittorica Bacco e Arianna di Tiziano e guiderà il pubblico in un'analisi di questo capolavoro del tardo Rinascimento, concentrandosi sulle stratificazioni complesse che collegano questo dipinto alle frontiere dell’astrofisica multi-messaggero. Il pubblico riceverà uno screen saver 3D animato disegnato dall'artista, dal titolo The Big Jump Theory, che racconta di una teoria immaginaria ispirata ai concetti della gravità quantistica, delle onde gravitazionali e del cielo a raggi gamma di Fermi. Dal primo giorno del meeting di Fermi, sarà in esposizione una grafica digitale dedicata al telescopio. L’opera sarà anche disponibile sul sito web della NASA.

 

 

STUDENTI DI BRONTE RICERCATORI PER UN GIORNO AI LABORATORI DEL SUD

20 March, 2017 - 10:00

Oggi i cinque ex-studenti dell’Istituto Superiore “Ven. Ignazio Capizzi” di Bronte (CT), vincitori della selezione tutta italiana, targata INFN, dell’edizione del 2016 del concorso internazionale del CERN “Beamline for Schools” (BL4S), si recheranno ai Laboratori Nazionali del Sud (LNS) dell’INFN, dove avranno la possibilità di mettere in pratica l’esperimento che avevano progettato. “Partecipare alla Beamline for Schools è un’avventura!”, commenta con entusiasmo Anna Pecorino, la leader del gruppo di Bronte. “La definisco tale, poiché mai, e dico mai, mi sarei aspettata di poter giungere fin qui!”.

“Siamo felici di ospitare questi ragazzi e il loro esperimento nei nostri Laboratori”, commenta il direttore dei LNS, Giacomo Cuttone. “I LNS da moltissimi anni svolgono un’intensa attività di divulgazione scientifica con le scuole siciliane, che permette ai ragazzi di venire a conoscenza della fisica e di stimolare la loro curiosità scientifica. Continuiamo su questa strada con sempre maggiore forza, anche attraverso l’alternanza scuola lavoro assieme agli istituti secondari di Catania e provincia”, conclude Cuttone.

Secondo la commissione scientifica dell’INFN, tra i 7 esperimenti italiani arrivati al CERN nella semi-finale della competizione BL4S, quello dei ragazzi di Bronte era il più meritevole e adatto a essere svolto in Italia. In questi mesi, sotto la supervisione del ricercatore INFN David Mascali e del prof. Salvatore Bonanno del Capizzi, i ragazzi hanno realizzato una “sonda a effetto Hall” per la misura della corrente di fasci ionici. Il vantaggio di questo strumento consiste nella possibilità di misurare in maniera non invasiva la corrente di un fascio di particelle. L’esperimento che i ragazzi eseguiranno oggi ai LNS consisterà nella misura della corrente di fascio dell’iniettore di protoni per la European Spallation Source (ESS), progettato e realizzato ai LNS e che a fine 2017 partirà per Lund (Svezia), dove sarà installato nella ESS.

“È iniziato tutto quasi per scherzo”, continua a raccontare Anna. “Prima mia sorella mi informa del concorso, poi io la ignoro per circa un mese finché una mattina decido di radunare i miei quattro amici più cari (peraltro vincitori di varie gare di astronomia) e insieme decidiamo di parlare al professore di fisica della competizione. L’entusiasmo del professor Bonanno ci ha fatto piombare in pochi secondi nell’euforia generale. La curiosità per la fisica, la grande disponibilità di strutture come i LNS e soprattutto la voglia di far sapere al mondo che la Sicilia è arte, cultura, ma anche scienza, hanno invogliato me, Vincenzo, Fabio, Domenico e Roberto a essere qualcosa di più che semplici studenti”, conclude Anna.

 

Per informazioni sulla competizione: http://beamline-for-schools.web.cern.ch/

LHC E BIG DATA: L’INFN INVESTE NELLA FORMAZIONE DEI FUTURI ESPERTI DI CALCOLO

3 March, 2017 - 17:01

Le nuove scoperte scientifiche e l’avanzamento delle tecnologie procedono sempre in parallelo nella società moderna. Questo è vero anche per la fisica delle alte energie e le tecnologie di calcolo. In questo contesto di grande crescita e richiesta di alte prestazioni delle risorse informatiche, l’INFN ha deciso di investire 1 milione di euro nella formazione dei futuri professionisti dei big data. Ha così bandito 12 borse post-doc per collaborare con gli esperimenti al Large Hadron Collider (LHC) del CERN. In particolare, le persone selezionate dovranno occuparsi dello sviluppo di procedure di lavoro innovative per il calcolo e di soluzioni di gestione dei dati nell’ambito della big science, di analisi dati e algoritmi per gestire il calcolo ad alte prestazioni, e dello sviluppo di macchine e tecniche di deep learning.


"Questa importante iniziativa dell'INFN, volta a formare giovani con competenze di frontiera nel campo del calcolo scientifico ad alte prestazioni, si colloca perfettamente in un quadro nazionale di eccellenza in questo settore", sottolinea Antonio Zoccoli, vicepresidente dell'INFN. "Eccellenza dimostrata  - prosegue Zoccoli - anche dalla recente scelta di Bologna come sede per ospitare il centro di calcolo europeo per le previsioni atmosferiche ECMWF". "Bologna, infatti, rappresenta oggi un polo d'avanguardia per il computing, grazie alla presenza di molti importanti centri, tra cui il CNAF dell'INFN, che è anche uno dei nodi di primo livello della rete GRID di LHC, ed il CINECA".


Per gestire l’enorme produzione di dati di LHC è stata inventata e sviluppata la GRID, una rete planetaria di risorse di calcolo che è stata uno degli elementi chiave per arrivare alla scoperta del bosone di Higgs. Grazie alle tecnologie sempre più potenti, i ricercatori sono stati e sono tuttora in grado di raccogliere, immagazzinare e utilizzare grandi quantità di dati. Ma per affrontare le sfide poste dalla prossima generazione di esperimenti a LHC, nel progetto High Luminosity LHC, sono necessarie molte più risorse. Si prevede, infatti, che sarà richiesta una potenza di CPU maggiore di un fattore 60 rispetto ad oggi, e un fattore 40 di spazio in più per gestire i dati prodotti dalla futura macchina: necessità che non possono essere garantite dalle attuali tecnologie, infrastrutture e risorse. Questi cambiamenti nel metodo di raccolta e analisi dei dati, nella tecnologia informatica e nell’organizzazione delle infrastrutture potranno, quindi, essere affrontate solo grazie all’impegno e alla professionalità di molti più scienziati esperti di calcolo e big data.

 

foto©CERN

 

ARRIVA UN NUOVO CUORE PER CMS

3 March, 2017 - 16:48

La ripartenza di LHC si avvicina e gli esperimenti si preparano a un nuovo run ricco di sfide scientifiche. In settimana, fisici e ingegneri al CERN hanno iniziato le attività per sostituire il cuore di CMS, uno dei quattro principali rivelatori di LHC. Stanno impiantando al centro dell'esperimento un nuovo rivelatore di pixel, con migliori prestazioni del precedente per rispondere alle più alte luminosità di LHC.

Dopo la consueta pausa invernale, il grande acceleratore del CERN ripartirà in primavera. Agli inizi di maggio i primi fasci di particelle saranno iniettati nell'acceleratore che prima dell'inizio dell'estate raggiungerà la sua massima operatività. Il numero di collisioni in LHC è notevolmente incrementato, di conseguenza è stato necessario aumentare anche le prestazioni dei rivelatori per riuscire a ottenere un maggior numero d’immagini simultanee delle collisioni che avvengono all'interno dell'acceleratore. Questo è il motivo principale per cui negli ultimi cinque anni 9 istituti europei, tra cui l'INFN, e 30 americani hanno costruito un nuovo rivelatore di pixel per CMS. Il nuovo rivelatore permetterà una tracciatura più precisa delle particelle cariche provenienti dal centro dell'interazione, fornirà informazioni cruciali per determinare con più precisione il punto da cui provengono le particelle originate da una collisione e faciliterà l'identificazione di quark pesanti e leptoni tau. Infatti, ha quasi il doppio di pixel del precedente, 124 milioni contro 66, e quattro strati nella parte centrale, uno in più rispetto al precedente. Lo strato interno del nuovo rivelatore è più vicino al punto in cui avvengono le collisioni, dista 30 millimetri dalla linea di fascio, molto meno rispetto allo strato interno del precedente rivelatore che distava 44 millimetri dalla linea di fascio.

Dal 2011 l'INFN, con le sezioni CMS di Bari, Catania, Milano, Padova, Perugia e Pisa, ha contribuito significativamente a questo progetto con studi e simulazioni che hanno portato alla definizione e al disegno del nuovo rivelatore, allo sviluppo e alla qualifica dei suoi componenti e alla costruzione di una parte dei suoi moduli. I gruppi INFN stanno anche partecipando alle fasi d'installazione, commissioning e preparazione alla presa dati del rivelatore, prevista per maggio.

ADDIO AD AURELIO GRILLO

22 February, 2017 - 11:33

Ci ha lasciati Aurelio Grillo, fisico teorico di grande valore, che da trent'anni svolgeva le sue ricerche ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN. La sua eredità è una vasta produzione scientifica, con più di 300 articoli pubblicati sulle più importanti riviste internazionali che, in 50 anni di attività, a partire dal 1967, ha abbracciato diversi ambiti, non solo teorici ma anche di tipo più squisitamente sperimentale. L’impegno di Aurelio Grillo non si è però rivolto solamente alla ricerca: non si possono dimenticare, infatti, il suo entusiasmo e la sua passione nell’insegnare ai giovani ricercatori e nel difficile e importante compito della divulgazione della scienza.

L'attività di ricerca di Grillo comincia ai Laboratori Nazionali di Frascati, nel 1967, con la tesi di laurea svolta sotto la guida di Bruno Touschek. Nel 1968 entra nel gruppo teorico dei Laboratori lavorando con Raoul Gatto, Sergio Ferrara e Giorgio Parisi, e rivolgendo il suo interesse verso aspetti più formali e astratti della teoria dei campi. Di questo periodo è il lavoro sulle algebre conformi che è oggi riconosciuto come una delle basi dei successivi sviluppi che porteranno alla Teoria delle Stringhe. Uomo e scienziato di grande curiosità ha presto ampliato i suoi interessi, e già dalla metà degli anni ’70 rivolse il suo studio a problemi più generali riguardanti la stabilità del protone, da qui il suo interesse per i monopoli magnetici, considerati possibili catalizzatori del decadimento del protone. La necessità di studiare effetti profondamente non perturbativi, come appunto le singolarità topologiche, lo fanno avvicinare alla regolarizzazione su reticolo. In questo campo, in particolare, instaura una fruttuosa collaborazione con ricercatori del Dipartimento di Fisica Teorica dell'Università di Zaragoza, una collaborazione trentennale che è proseguita fino ad oggi. Alla fine degli anni ’80, Aurelio ha iniziato a interessarsi a vari temi di fisica astroparticellare. Si trasferisce all’Aquila e partecipa alla costruzione dei nascenti Laboratori Nazionali del Gran Sasso, rimanendo per i successivi 30 anni uno dei principali attori dei successi di questa importante infrastruttura della ricerca italiana. Presso i Laboratori, Aurelio partecipa all'esperimento MACRO per la ricerca di nuove particelle, come i monopoli magnetici, e fenomeni rari nella radiazione cosmica penetrante. L’attività di Grillo nell’ambito delle collaborazioni sperimentali è proseguita dal 2000 con l’esperimento Pierre Auger, dedicato all'osservazione dei raggi cosmici di altissima energia. In ambito teorico, Aurelio è stato tra i primi ad affrontare lo studio degli scenari astrofisici consistenti con le misure di spettro e di composizione di massa e la ricerca di violazione dell’invarianza di Lorentz. Quest’ultimo settore di ricerca ha visto in Aurelio uno dei pionieri nella modellizzazione fenomenologica degli effetti della gravità quantistica: già dal 1999 fu tra i primi a proporre test sperimentali di gravità quantistica attraverso segnali nei raggi cosmici di violazioni dell'invarianza di Lorentz. In 50 anni di attività scientifica Aurelio ha sempre dimostrato grande amore per la didattica e per la formazione di giovani ricercatori: un'intera generazione di fisici, sia teorici che sperimentali, ha beneficiato dei suoi insegnamenti, in particolare all’Università dell’Aquila, dove ha insegnato a lungo Fisica delle Particelle e Fisica Teorica, ma anche ai Laboratori del Gran Sasso. Aurelio è stato direttore del Museo della Fisica e dell’Astrofisica di Teramo, ha organizzato importanti eventi di divulgazione come la Notte Europea dei Ricercatori ed è stato oratore in centinaia di incontri e conferenze destinate a studenti, appassionati e grande pubblico.


Chi volesse lasciare un messaggio di ricordo, può scrivere a Roberta Antolini roberta.antolini@lngs.infn.it

 

NASCE LA RETE EUROPEA DI CAMERE DI SIMULAZIONE ATMOSFERICA

13 February, 2017 - 11:11

Parte EUROCHAMP 2020, progetto europeo che mira a creare una rete di camere di simulazione atmosferica a cui l'INFN partecipa con la costruzione della prima camera italiana, ChAMBRe. Si tratta di un dispositivo che crea atmosfere artificiali in condizioni controllate per studiare e comprendere fenomeni che avvengono in ambiente aperto. Al progetto, per cui l'Unione europea ha stanziato 9 milioni di euro, l'INFN partecipa con altri 14 istituti di ricerca provenienti da più di 10 paesi.

La struttura principale di ChAMBRe è stata costruita da un gruppo di ricerca della sezione INFN di Genova coordinato da Paolo Prati che ora si prepara a eseguire i primi test di funzionalità. La partecipazione a EUROCHAMP2020 consentirà di equipaggiare completamente il laboratorio entro il 2018. Le camere di simulazione atmosferica permettono di studiare la formazione e la trasformazione degli inquinanti in atmosfera, la formazione delle nubi, l'azione dei raggi cosmici nella produzione di aerosol, l'interazione tra i costituenti dell'atmosfera e la luce solare e molto altro. Nei prossimi anni, ChAMBRe studierà in particolare il comportamento del bio-aerosol, ovvero della frazione dell’aerosol costituta da organismi viventi, in presenza di diversi livelli e tipologie di inquinanti per capire, ad esempio, se l'inquinamento atmosferico favorisce o meno la dispersione di alcuni batteri nell'atmosfera.

Grazie alla partecipazione a EUROCHAMP, l'INFN entrerà inoltre a far parte di una Joint research unit (JRU) denominata ACTRIS-Italia (Aerosols, Clouds and Trace gases Research Infrastructure). L'obiettivo di ACTRIS è creare una rete italiana di rilevanza nazionale e internazionale dedicata all'osservazione e allo studio di atmosfera, inquinamento e cambiamenti climatici. Oltre alla sezione INFN di Genova, anche il LABEC di Firenze (Laboratorio di tecniche nucleari per i beni culturali) e la sezione INFN di Milano opereranno all'interno dell'infrastruttura.

L’INFN RICORDA IVO MODENA, TRA I PIONIERI DELLA CACCIA ALLE ONDE GRAVITAZIONALI

11 February, 2017 - 09:17

“Sono così deboli, al limite delle tecnologie di rilevazione, è difficilissimo trovarle”, così Ivo Modena diceva delle onde gravitazionali, poco prima della loro scoperta, il cui annuncio è stato dato esattamente un anno fa, l'11 febbraio 2016. Nonostante ciò Modena aveva accettato la sfida fin dagli inizi. Ivo Modena, scomparso lo scorso 4 febbraio a Roma, ha infatti dedicato lunga parte della sua carriera alla costruzione di rivelatori risonanti di onde gravitazionali, NAUTILUS ai Laboratori di Frascati, EXPLORER al CERN. Modena è stato un brillante fisico sperimentale, un maestro di scienza e di vita per i suoi numerosi allievi, ricercatore dell’INFN e professore alla Sapienza e a Roma Tor Vergata, è stato tra i maggiori esperti di criogenia, il settore della fisica sperimentale delle basse temperature.
“Era una persona gradevolissima”, lo ricorda così Guido Pizzella che nel 1970, con l’appoggio di Edoardo Amaldi, ha costituito il gruppo di ricerca di cui Modena aveva fatto parte. “Ricordo ancora con grande piacere le nostre visite ai gruppi americani per la realizzazione di rivelatori per le onde gravitazionali, – prosegue Pizzella – era molto competente nel suo campo, il suo contributo a EXPLORER e NAUTILUS è stato davvero fondamentale".
 
Ivo Modena era nato a Rovereto nel 1929. Dopo la laurea in fisica nel 1954 con una tesi sui raggi cosmici, si era trasferito a Roma all'inizio degli anni Sessanta lavorando ai Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN. Agli inizi degli anni Settanta ha cominciato a collaborare con il gruppo guidato da Guido Pizzella e Edoardo Amaldi, per la realizzazione del primo rivelatore criogenico di onde gravitazionali italiano. Il gruppo ha realizzato EXPLORER, installato al CERN, e NAUTILUS, oggi ai Laboratori Nazionali di Frascati, rivelatori di onde gravitazionali risonanti ultracriogenici. Modena si è occupato non solo di gavitazione, ma anche di raggi cosmici, fisica nucleare e biomagnetismo. Oltre che all’INFN, ha lavorato al CNEN e al CNR. Sposato e padre di cinque figli, Ivo Modena ha raccontato la sua vita di uomo e scienziato nell’autobriografia “Memorie di un fisico con famiglia”.

 

 

 

QUASI 400 STUDENTESSE ALLE PRESE CON LA FISICA DELLE PARTICELLE

10 February, 2017 - 11:11

In occasione della “Giornata Internazionale per le donne e le ragazze nella scienza”, istituita dall’Assemblea Generale delle Nazioni Unite per promuovere e incoraggiare le carriere STEM (Scienza, Technology, Engineering and Mathematics), l’INFN ha organizzato per oggi due Masterclass (a Cagliari e Cosenza) e una “Matinée di Scienza” ai Laboratori di Frascati (LNF). In totale, sono coinvolte quasi 400 ragazze delle scuole medie superiori.

A Cagliari e Cosenza si svolge una vera e propria Masterclass di Fisica, organizzata in collaborazione con IPPOG (International Particle Physics Group), tutta al femminile: dopo lezioni e seminari sugli argomenti fondamentali della fisica delle particelle, le ragazze potranno usare i veri dati provenienti dell’acceleratore LHC del CERN nelle esercitazioni al computer. Alla fine della giornata, durante una videoconferenza moderata dal CERN, proprio come in una vera collaborazione internazionale confronteranno i risultati ottenuti con quelli delle ragazze che hanno svolto gli stessi esercizi in altre università straniere.

Negli LNF, invece, le partecipanti potranno ascoltare le testimonianze di scienziate che racconteranno il loro lavoro e i successi ottenuti nell’ambito delle loro attività di ricerca presso l’INFN.

Tra il 15 febbraio e il 3 marzo, inoltre, la sezione INFN di Napoli, in collaborazione con il Coordinamento Napoletano Donne nella Scienza, ha organizzato un ciclo di incontri presso l’Istituto ITIS Leonardo da Vinci, per parlare di donne e scienza, di stereotipi, di dati statistici.

 

Link utili:

Masterclass: http://physicsmasterclasses.org/index.php?cat=women_in_science 

Cagliari: http://divulgazione.dsf.unica.it/wp/international-day-of-women-and-girls-in-science/ 

Cosenza: http://agenda.infn.it/event/mc2017girls

Laboratori di Frascati: http://edu.lnf.infn.it/international-day-of-women-and-girls-in-science-2017/ 

MAURO TAIUTI ALLA GUIDA DI KM3NeT

1 February, 2017 - 10:57

Mauro Taiuti è stato eletto responsabile di KM3NeT, e dal 30 gennaio è, quindi, alla guida del progetto internazionale per la realizzazione del telescopio sottomarino di nuova generazione, dedicato allo studio dei neutrini. Taiuti coordinerà la collaborazione KM3NeT, cui partecipano scienziati provenienti, oltre che dall’INFN, da quasi una quarantina di Istituzioni di undici Paesi: Cipro, Francia, Germania, Grecia, Italia, Marocco, Olanda, Polonia, Romania, Russia e Spagna. Nel 2016, dopo un rigoroso processo di selezione, KM3NeT è stato identificato come una delle infrastrutture di ricerca strategiche per l’Europa, ed è così entrato nella roadmap di ESFRI (European Strategy Forum for Research Infrastructures).


Nato a Genova nel 1957, Mauro Taiuti, si è laureato in fisica nel 1981 all’Università di Genova, dove ha conseguito anche il dottorato di ricerca nel 1988. Nel 1984 entra come ricercatore all’INFN e dal 1999 è professore all'Università di Genova. Inizia la sua attività di ricerca presso il ciclotrone di Milano e il tandem dei Laboratori Nazionali di Legnaro con misure di cattura radiativa di protoni e deutoni da nuclei leggeri. Successivamente, presso i Laboratori Nazionali di Frascati partecipa agli studi degli effetti della materia nucleare sulle risonanze barioniche. Questa attività è continuata al JeffersonLab, negli Stati Uniti, con l'esperimento AIACE, di cui è stato anche responsabile nazionale. Dal 2001 partecipa alla realizzazione del telescopio per lo studio dei neutrini di altissima energia, dapprima negli esperimenti ANTARES e NEMO e successivamente in KM3NeT, contribuendo in particolare alla ottimizzazione dei moduli ottici. Prima di essere eletto spokesperson (responsabile internazionale) di KM3NeT, è stato per quattro anni chairman dell'Institution Board della collaborazione. Da settembre 2011 è presidente della Commissione Nazionale 3 dell’INFN, che coordina le ricerche di fisica nucleare dell’Ente.


KM3NeT è un progetto internazionale per la costruzione di un telescopio per neutrini di nuova generazione. Una volta completato, occuperà un volume di diversi chilometri cubi di acqua mare limpido, che sarà sfruttato come mezzo di rivelazione delle interazioni dei neutrini. Situato nel Mediterraneo, a 3500 metri di profondità al largo di Capo Passero, in Sicilia, KM3NeT aprirà una nuova finestra esplorativa sul nostro universo. Gli scienziati della collaborazione studieranno neutrini provenienti da sorgenti astrofisiche lontane, come supernovae o lampi di raggi gamma. KM3NeT sarà dotato di migliaia di sensori ottici in grado di rivelare la debole luce prodotta nel profondo del mare da particelle cariche che derivano dalle interazioni dei neutrini con la materia. Un recente progetto di ampliamento delle ricerche prevede di estendere lo studio alle oscillazioni dei neutrini atmosferici, dotando l’infrastruttura con un nuovo rivelatore. KM3NeT ospiterà anche strumentazione per studi e monitoraggi ambientali, diventando così un vero e proprio laboratorio multidisciplinare nel profondo degli abissi.

 

 

IL LATO NASCOSTO DEL SOLE

31 January, 2017 - 11:22

Fermi, il satellite della NASA che studia i fotoni gamma nello spazio, cui l’Italia partecipa con l’INFN, l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), ha rivelato nuovi brillamenti solari ad altissima energia, che hanno avuto origine nella faccia non visibile del Sole. La luce che deriva da queste violente eruzioni avvenute nel lato a noi nascosto della nostra stella dovrebbe venire bloccata senza giungere a noi. Invece, gli scienziati della collaborazione Fermi sono riusciti a osservarla perché gli ioni prodotti e accelerati nei brillamenti, essendo elettricamente carichi, viaggiano lungo le linee del campo magnetico solare, che connettono il luogo dove è avvenuto il brillamento con parti anche distanti del Sole. Questi ioni interagiscono nelle zone più dense della superficie della nostra stella, producendo pioni che a loro volta decadono in raggi gamma: i fotoni di altissima energia, che sono stati, appunto, rivelati da Fermi grazie allo strumento LAT (Large Area Telescope) collocato a bordo del satellite. La loro osservazione rappresenta quindi un’occasione unica per studiare come vengono accelerati gli ioni durante i brillamenti solari sul lato nascosto del Sole (chiamati in inglese behind-the-limb flares o btl).“L’aspetto affascinante di queste misure fatte con il Fermi-LAT – spiega Melissa Pesce-Rollins ricercatrice della Sezione INFN di Pisa e membro della collaborazione Fermi-LAT –  è proprio il fatto che è stato possibile osservare l’emissione gamma da altissima energia prodotta dagli ioni, che hanno viaggiato più di 500mila km prima di interagire sulla faccia a noi visibile del Sole”. Grazie al Fermi-LAT è stato possibile raddoppiare il numero di osservazioni di questi rari fenomeni: infatti, dagli anni ’80 del secolo scorso fino al lancio di Fermi nel 2008 erano stati rivelati solo 3 btl ma tutti con energie sotto i 100 MeV (megaelettronvolt, cioè 106 elettronvolt). Mentre nei primi 8 anni in orbita, Fermi ne ha rivelati altri tre con emissione fino ai GeV (gigaelettronvolt, 109 eV). Le osservazioni sono avvenute l’11 ottobre del 2013, e il 6 gennaio e il 1° settembre 2014. I risultati dei tre btl visti con Fermi-LAT sono stati presentati il 30 gennaio nel corso della conferenza dell’Americal Physical Society (APS) a Washington D.C., e pubblicati su The Astrophysical Journal, oggi, 31 gennaio.

Il comunicato della NASA: Nasa's Fermi sees gamma rays from 'hidden' solar flares

 

 

LUNA RISOLVE IL ROMPICAPO DELLA POLVERE COSMICA

30 January, 2017 - 17:18

Uno studio pubblicato oggi su Nature Astronomy risolve un rompicapo su cui gli astrofisici si arrovellano da anni, i meteoriti contengono granelli di polvere cosmica la cui composizione appariva in contraddizione con alcune importanti previsioni scientifiche. La questione pur concentrandosi su misure di estrema precisione ha implicazioni ben vaste perché i granelli di polvere cosmica sono i testimoni delle fasi di formazione del nostro sistema solare. La ricerca riporta i risultati ottenuti dall’esperimento LUNA ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN. LUNA, il cui obiettivo è studiare le reazioni di fusione termonucleare che avvengono nel cuore delle stelle, è l’unico acceleratore al mondo installato in un laboratorio sotterraneo schermato dai raggi cosmici. Circa 4,5 miliardi di anni fa, i granelli di polvere cosmica, nati nel cuore delle stelle e poi dispersi nell’universo, cominciarono, sotto la, spinta della gravità, ad aggregarsi e a formare i pianeti del nostro Sistema Solare. Una piccola parte di questa polvere è arrivata fino a noi intatta, intrappolata nei meteoriti: una sorta di fossile che conserva la composizione originaria. Le osservazioni astronomiche tramite telescopi a infrarossi indicano che la produzione, in grandi quantità, di polvere cosmica avviene nelle stelle, in particolare quelle con massa pari o superiore a circa 6 volte quella del nostro Sole. L’esplosione di queste stelle, nelle fasi finali della loro vita, disperde nel cosmo il materiale che costituisce appunto la polvere cosmica. Le analisi su questi granelli hanno però dato risultati in contraddizione con le previsioni dei modelli stellari. Infatti, gli scienziati si aspettavano di trovare nelle polveri cosmiche un elevato contenuto di Ossigeno 17 (un raro isotopo dell’ossigeno, mille volte meno abbondante dell’usuale Ossigeno-16) che invece risultava inspiegabilmente presente solo in concentrazioni bassissime. Un rompicapo a cui la ricerca pubblicata su Nature Astronomy ha dato finalmente una soluzione. “LUNA ha osservato che la probabilità che si inneschi una reazione di fusione nucleare tra nuclei di idrogeno e Ossigeno-17 è doppia rispetto a ciò che si pensava ”, commenta Paolo Prati, che coordina l’esperimento LUNA. “Ciò implica che l’ossigeno-17 viene rapidamente distrutto già all’interno delle stelle di origine, e quindi nella polvere cosmica si ritrova solo in bassissime concentrazioni. Ecco perché all’interno dei meteoriti giunti fino noi non si reperisce nelle quantità inizialmente attese: si può così’ finalmente essere certi che questi fossili celesti sono i testimoni autentici delle fasi convulse di formazione del sistema solare e della Terra” conclude Prati. LUNA è una collaborazione internazionale di circa 40 ricercatori tra italiani, tedeschi, scozzesi e ungheresi, cui partecipano l’INFN e il GSSI, per l’Italia, l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf per la Germania, l’Hungarian Academy of Sciences – Institute for Nuclear Research (MTA-ATOMKI), per l’Ungheria, la School of Physics and Astronomy dell’Università di Edimburgo, per il Regno Unito. In Italia collaborano all’esperimento i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, le sezioni INFN e le università di Bari, Genova, Milano, Napoli, Padova, Roma La Sapienza, Torino e l’Osservatorio INAF di Teramo.

PRIMA MISURA DI ASIMMETRIA TRA MATERIA E ANTIMATERIA BARIONICHE

30 January, 2017 - 11:30

È stata misurata per la prima volta, con una significatività statistica di 3,3 sigma, un’asimmetria nei decadimenti dei barioni, particelle che costituiscono la maggior parte della materia che conosciamo. In particolare, la misura riguarda i barioni chiamati Λb0, la cui massa è circa 6 volte quella dei neutroni, e sono composti di tre quark, di cui uno pesante, detto quark beauty. La ricerca, che viene pubblicata oggi sulla rivista Nature Physics, è stata condotta a LHCb, uno dei quattro grandi esperimenti all’acceleratore LHC del CERN, ed è stato possibile realizzarla grazie alle alte prestazioni del rivelatore. Questo risultato mostra, come ci si aspettava, che le leggi della natura sono diverse anche per la materia e l’antimateria barioniche. L’effetto misurato, conosciuto come violazione della simmetria CP (dove C rappresenta l’operatore che indica la carica e che trasforma particelle in antiparticelle, e P inverte le coordinate spaziali), era stato osservato nei decadimenti dei mesoni K e B, particelle composte di due quark, e la sua scoperta nel 1964 valse il premio Nobel a James Cronin e Valery Fitch. La violazione di CP ha importanti implicazioni sul meccanismo di evoluzione dell’universo, perché ha portato da uno stato di simmetria iniziale tra materia e antimateria al momento del Big Bang, alla totale assenza di antimateria che osserviamo oggi.
“Ora dovremo proseguire nella raccolta dei dati per incrementare la statistica della misura e approfondire il dettaglio del nostro studio”, commenta Alessandro Cardini, ricercatore dell’INFN e responsabile nazionale dell’esperimento LHCb. “Si tratta, infatti, di un risultato di notevole interesse scientifico, - prosegue Cardini - perché apre a un nuovo settore di indagine per lo studio della violazione di CP, quello dei barioni pesanti”. “C’è quindi grande soddisfazione perché è una nuova conferma delle alte prestazioni di LHCb, e in particolare per noi italiani perché la misura è stata condotta da un gruppo di ricercatori dell’INFN”.
“Questa misura è iniziata come tesi di laurea “esplorativa” che avevo proposto a un valido studente e alla fine è diventata la misura principale dell’intero gruppo di ricerca”, spiega Nicola Neri, ricercatore dell’INFN e primo firmatario dell’articolo pubblicato su Nature Physics “Siamo stati impegnati a lungo con l’analisi dei dati e una serie infinita di controlli prima di pubblicare i risultati, – prosegue Neri – è stata una bella soddisfazione, ma occorre essere cauti perché abbiamo misurato una prima evidenza dell’effetto ed è necessaria una conferma con ulteriori dati per dire l’ultima parola.” I risultati sono stati presentati alla comunità scientifica alla conferenza ICHEP, tenutasi ad agosto a Chicago, la più importante dell’anno, e sono stati discussi in diversi seminari al CERN per approfondire le possibili implicazioni di questa misura e progettarne altre per gli anni a venire.
L’esperimento LHCb si sta preparando a un upgrade del rivelatore per raccogliere una quantità di dati circa 10 volte maggiore di quella attuale e consentire misure più precise delle asimmetrie tra materia e antimateria, così da condurre test ancora più stringenti del modello standard delle particelle elementari, e rispondere a molte domande ancora senza risposta, in particolare sull’evoluzione dell’universo.

Measurement of matter-antimatter differences in beauty baryon decays, arxiv.org

 

L’UNIVERSO COME OLOGRAMMA: LA TEORIA COSMOLOGICA È COMPATIBILE CON I DATI SPERIMENTALI

30 January, 2017 - 10:31

Un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, ha fornito le prime importanti indicazioni scientifiche sulla compatibilità statistica con i dati sperimentali del modello olografico dell’universo, secondo il quale il nostro universo sarebbe, appunto, un grande e complesso ologramma.
La ricerca ha coinvolto fisici e astrofisici teorici di Regno Unito, Italia e Canada, in particolare dell’Università di Southampton in Inghilterra, della Sezione di Lecce dell’INFN e dell'Università del Salento in Italia, del Perimeter Institute e dell'Università di Waterloo in Canada. La ricerca è frutto di un'analisi congiunta di aspetti teorici e fenomenologici della fisica dell'universo primordiale, uniti a studi di fisica delle interazioni fondamentali. I risultati di questa complessa analisi sono stati confrontati con i dati sperimentali satellitari sulla radiazione cosmica di fondo (Cosmic Microwave Background, CMB) e sono stati trovati in accordo con essi. Il modello corrente del nostro universo, che è in una fase di accelerazione dovuta alla presenza di energia oscura, prevede una cosiddetta ‘costante cosmologica’, introdotta da Einstein negli anni ’20 e chiamata Lambda, insieme a materia oscura fredda (Cold Dark Matter, CDM), e per questo prende il nome di modello Lambda-CDM. Questo modello è supportato dai dati sperimentali. La nuova ricerca prova che gli stessi dati sperimentali sono a favore anche di un modello di universo olografico. 
“L'ipotesi che il nostro universo funzioni come un enorme e complesso ologramma è stata formulata negli anni ’90 del secolo scorso da diversi scienziati, raccogliendo evidenze teoriche in vari settori della fisica delle interazioni fondamentali”, spiega  Claudio Corianò, ricercatore dell'INFN e professore di fisica teorica dell'Università del Salento, che ha partecipato alla ricerca insieme ai colleghi Niayesh Afshordi, Luigi Delle Rose, Elizabeth Gould e Kostas Skenderis. “L’idea alla base della teoria olografica dell’universo – prosegue Corianò – è che tutte le informazioni che costituiscono la ‘realtà’ a tre dimensioni - più il tempo - siano contenute entro i confini di una realtà con una dimensione in meno”. Si può immaginare che tutto ciò che si vede, si sente e si ascolta in 3D - e la percezione del tempo - sia emanazione di un campo piatto bidimensionale, cioè che la terza dimensione sia ‘emergente’, se paragonata alle altre due dimensioni. L'idea, quindi, è simile a quella degli ologrammi ordinari, in cui l'immagine tridimensionale è codificata in una superficie bidimensionale, come nell'ologramma su una carta di credito, solo che qui è l'intero universo a essere codificato. In un ologramma la terza dimensione viene generata dinamicamente a partire dall’informazione sulle rimanenti due dimensioni. “Per creare un ologramma - spiega Corianò - si prende un fascio laser luminoso e lo si separa all'origine in due fasci: uno è inviato su un oggetto distante e quindi viene riflesso, mentre l'altro è inviato per essere registrato”. “Servono due coordinate per indirizzare il fascio incidente sull'oggetto, in modo da esplorarlo completamente, mentre è proprio l'interferenza tra il fascio originario e quello riflesso che permette di ricostruire l'immagine e dare il senso della profondità”, conclude Corianò. Si può rappresentare il concetto pensando al cinema in 3D. Anche in questo caso la visione 3D è il risultato di due immagini differenti inviate all'occhio destro e all’occhio sinistro, dove una scena viene ripresa da due angolature distinte, che il nostro cervello processa automaticamente generando il senso della profondità. L'informazione, in questo caso, viene da uno schermo piatto, ma è percepita dall'osservatore come tridimensionale. In ambito cosmologico, per avere una rappresentazione semplificata della formulazione olografica, possiamo immaginare che ci sia una superficie ideale, sulla quale tutta l’informazione dell’universo venga in qualche modo registrata, come in un ologramma: uno schermo che contiene la "scena" dell'intero universo.
Gli scienziati ora sperano che il loro studio possa aprire la via per migliorare la nostra comprensione dell'universo e spiegare come lo spazio e il tempo si siano prodotti.

From Planck data to Planck Era: Observational Tests of Holografic Cosmology, Physical Review Letters

From Planck Data to Planck Era: Observational Tests of Holografic Cosmology, arxiv.org

 

 

Firmato accordo tra l’Agenzia per la Coesione Territoriale e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

27 January, 2017 - 11:51

È stato siglato nei giorni scorsi un Protocollo di intesa tra l’INFN e l’Agenzia per la Coesione Territoriale per l’attivazione di un programma di collaborazione biennale finalizzato al rafforzamento dei sistemi innovativi regionali e nazionali e allo sviluppo delle attività collaborative tra sistema della ricerca e sistema dell’industria in coerenza con gli obiettivi della politica di coesione 2014 – 2020 e di Europa 2020 con riferimento a ricerca, sviluppo tecnologico e innovazione. L’obiettivo principale è ridurre la distanza tra sistema della ricerca e sistema industriale e favorire la collaborazione tra le imprese, anche all’interno di partenariati pubblico-privati. L’intesa sottoscritta dal Direttore Generale dell’Agenzia per la Coesione Territoriale Maria Ludovica Agrò e dal Presidente dell’INFN Fernando Ferroni, prevede la più ampia collaborazione sui temi di competenza propria dell’INFN affinché abbiano un significativo impatto sulla società, il territorio e il suo tessuto produttivo. L’accordo definisce una collaborazione importante per il Paese, sia per incrementare la capacità di assorbimento delle nuove conoscenze per lo sviluppo d’imprenditorialità innovativa e tecnologica sia per favorire, al contempo, la diffusione di modelli formativi orientati a questa imprenditorialità. “Guardiamo con soddisfazione a questo protocollo che si inserisce nel quadro degli accordi con cui l’Agenzia intende valorizzare le reti territoriali e nazionali di eccellenza per agevolare le sinergie tra le imprese e il mondo della ricerca e sostenere politiche per l’innovazione più efficaci”, commenta Maria Ludovica Agrò, Direttore generale dell’Agenzia per la coesione territoriale. “La fisica delle particelle ha prodotto negli ultimi 50 anni importanti applicazioni in campi molto diversi, ad esempio in medicina con la Pet e l’adroterapia, o in informatica con il web, nato nella comunità dei fisici del Cern e oggi diffuso in tutte le case. E’ quindi importante supportare questo processo e favorire l'instaurarsi di collaborazioni sempre più strette tra il mondo della ricerca e quello industriale, per rafforzare oggi e nel futuro la diffusione delle applicazioni della ricerca di base e della fisica di frontiera nella società, e quest’accordo va esattamente in questa direzione”. Commenta Fernando Ferroni presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

SCUOLE: CONCORSO “DONNE E RICERCA IN FISICA”- SCADENZA 15 FEBBRAIO

25 January, 2017 - 12:20

E' stata posticipata al 15 febbraio la scadenza per partecipare al concorso per le scuole “Donne e ricerca in fisica: stereotipi e pregiudizi”. Il concorso bandito dall' Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) è  rivolto alle scuole superiori di II grado a cui si chiede di realizzare un elaborato sul tema “Donne e ricerca in fisica: stereotipi e pregiudizi”. L’elaborato che vincerà sarà presentato in occasione del Gender in Physics Day che si terrà a Roma il 10 maggio  2017, nell’ambito del Progetto europeo “GENERA – Gender Equality Network in the European Research Area”.

Il progetto GENERA mira a trovare strumenti per aumentare la presenza di donne nella ricerca, in particolare nell’ambito della fisica e di tutte le sue branche. Secondo l'Unione Europea, la fisica, infatti, è una delle discipline scientifiche con la più bassa rappresentatività di donne a tutti i livelli di carriera. Ed è convinzione che sia necessario cominciare a scardinare gli stereotipi di genere già dall'ambito scolastico.

In particolare, il concorso richiede ai partecipanti, lasciando loro la massima libertà di espressione, di elaborare un progetto sotto forma di racconto, reportage, fotografia, dépliant, manifesto, video o spot pubblicitario della durata massima di 5 minuti su uno dei seguenti obiettivi generali: incoraggiare le giovani donne a intraprendere una carriera nel mondo scientifico; conoscere la personalità delle donne ricercatrici e approfondire aspetti della loro vita, personale e professionale, mettendo in evidenza l’importante contributo delle donne al progresso scientifico; evidenziare eventuali stereotipi e pregiudizi che ancora oggi gravano sul ruolo delle donne nell’ambito della ricerca e contrastare gli stereotipi legati al binomio “donne e scienza”, dimostrando che il binomio diventa sempre più possibile.

 

Il bando è consultabile sui seguenti siti:

www.infn.it 

www.lngs.infn.it/it/news/genera 

www.irpps.cnr.it/it/GENERA 

www.aif.it 

http://scienzapertutti.lnf.infn.it/ 

LHC: FEDERICO ANTINORI ALLA GUIDA DI ALICE

19 January, 2017 - 12:20

Ancora un italiano alla guida di uno dei quattro principali esperimenti del Large Hadron Collider (LHC) del CERN, a Ginevra. Federico Antinori, ricercatore dell’INFN, è infatti il nuovo responsabile dell'esperimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), dedicato in particolare allo studio del plasma di quark e gluoni, uno stato della materia che si pensa sia esistito subito dopo il Big Bang. ALICE è una collaborazione internazionale di oltre 1500 tra fisici, ingegneri e tecnici provenienti da 37 Paesi di tutto il mondo.
“L’esperimento ALICE è uno strumento scientifico unico al mondo, frutto di anni di dedizione e duro lavoro da parte di centinaia di colleghi”, spiega Federico Antinori. “Le potenzialità dell’apparato sono enormi, e abbiamo appena iniziato a raccoglierne i frutti, - prosegue Antinori - poter essere alla testa dell’esperimento costituisce per me quindi un’occasione unica: potrò giocare un ruolo chiave nell’assicurare che si possa estrarre il massimo da questo gioiello tecnologico a livello di nuove conoscenze scientifiche”. “Sono, inoltre, particolarmente fiero del fatto che con me ancora una volta si sia scelto un italiano alla testa di uno degli esperimenti dell’LHC: è un ulteriore riconoscimento ai contributi dei ricercatori italiani alla fisica dell’acceleratore più potente del mondo e alla nostra eccellenza nel campo della fisica delle alte energie”, conclude Antinori.
Antinori succede ad un altro italiano, Paolo Giubellino, che ha coordinato ALICE dal 2011 al 2016 e che, al termine del suo mandato, ha assunto l’incarico di direttore scientifico del prestigioso istituto GSI di Darmstadt, in Germania.
Federico Antinori è ricercatore della Sezione di Padova dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e ha fatto parte della collaborazione ALICE fin dalla sua istituzione, ricoprendo nel corso degli anni numerose posizioni manageriali di alto livello. Laureatosi all’Università degli Studi di Genova con una tesi sull’esperimento WA82 realizzato all’acceleratore SPS del CERN, dopo una prima fase di formazione in fisica delle particelle, già nei primi anni ’90 Antinori iniziò ad occuparsi di collisioni nucleo-nucleo ultrarelativistiche. Ha partecipato a numerosi esperimenti con ioni pesanti: in particolare, tra il 1990 e il 1997, lavorò ai progetti WA85, WA94 e WA97 al CERN, rivestendo ruoli importanti. Nel 1996 presentò la proposta di un ulteriore esperimento con collisioni nucleo-nucleo, chiamato NA57, del quale fu responsabile lungo tutto il suo percorso di vita: dal disegno, alla costruzione, fino alla presa dati e alla loro analisi. I risultati raccolti da questo eperimento, insieme a quelli di WA97, contribuirono a determinare l’evidenza dell’esistenza del plasma di quark e gluoni, annunciata nel 2000 al CERN.
Federico Antinori ha partecipato alla collaborazione scientifica ALICE fin dai primi studi di simulazione per l’Expression of Interest (1992) e Letter of Intent (1993). A partire dal Technical Proposal (1995) ha coordinato il gruppo di lavoro sui rivelatori a pixel di silicio, di cui è stato responsabile fino al 2001. Ha rivestito poi numerosi altri ruoli di rilievo nell’ambito di vari gruppi di analisi e di trigger, fino ad essere scelto come vice-responsabile dell’esperimento per il biennio 2007-2008, durante il quale ALICE passò dalla fase di costruzione a quella operativa. Nel 2012 Antinori assunse l’incarico di coordinatore della fisica di ALICE. Durante il suo mandato, l’esperimento ha prodotto molti dei suoi principali risultati. Nell’aprile del 2016 è stato eletto come nuovo responsabile dell’esperimento, carica che rivestirà fino al dicembre 2019.

 

 

 

QUELLA LUCE GAMMA CHE VIENE DAGLI AMMASSI DI GALASSIE

18 January, 2017 - 13:35

Anche gli ammassi di galassie brillano di luce gamma. Questa è la conclusione cui è giunto un gruppo composto da ricercatori dell’INAF, dell’INFN, delle Università di Roma Tre, Torino, Aachen, Manchester, Pechino, e della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), analizzando i dati raccolti in sei anni e mezzo di missione dal telescopio spaziale della NASA Fermi, cui l’Italia partecipa con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’INAF e l’INFN.
Il team ha utilizzato le osservazioni condotte dallo strumento Large Area Telescope (LAT) di Fermi nella banda dei raggi gamma di altissima energia: la loro elaborazione ha permesso di identificare diversi tipi di sorgenti astrofisiche. Tra quelle extragalattiche ci sono prevalentemente i nuclei galattici attivi, mentre mancano all’appello gli ammassi di galassie, oggetti la cui emissione è stata identificata in tutte le altre bande dello spettro, compresa quella dei raggi X. L’obiettivo di questo studio è stato quello di identificare la radiazione gamma prodotta dagli ammassi di galassie analizzando la componente diffusa delle mappe di Fermi, ovvero la radiazione gamma non associata a sorgenti note.
«Abbiamo identificato un eccesso di emissione in banda gamma associato alla posizione degli ammassi di galassie già noti». Spiega Enzo Branchini, professore dell’Università Roma Tre e associato INAF, primo autore dello studio pubblicato oggi sulla rivista The Astophysical Journal Supplement.  «La nostra analisi è di natura statistica e utilizza la stessa tecnica che abbiamo applicato con successo per studiare la natura del fondo gamma diffuso, vincolando contestualmente le caratteristiche della materia oscura. Con la stessa metodologia abbiamo ora rivelato e studiato l’emissione nella banda dei raggi gamma associata agli ammassi di galassie».
Gli ammassi di galassie sono dei veri e propri laboratori di astrofisica. Dal loro studio gli astronomi ottengono informazioni cruciali sui meccanismi di emissione di fotoni di alta energia e di accelerazione di particelle. Per tale motivo essi sono stati osservati in tutte le regioni dello spettro elettromagnetico con l’eccezione, fino ad oggi, della banda gamma. «La maggior parte dell’emissione che abbiamo rivelato è prodotta da Nuclei Galattici Attivi presenti all’interno o nelle immediate vicinanze dell’ammasso», sottolinea Marco Regis, ricercatore dell’INFN e del Dipartimento di Fisica dell’Università di Torino.  «Tuttavia sembra esserci una seconda componente che, per distribuzione spaziale ed energetica, potrebbe essere associata all’ammasso in sé, alla materia oscura di cui è composto, piuttosto che agli oggetti in esso contenuti. Il nostro studio non fornisce una riposta definitiva al riguardo. Ma indica la direzione in cui muoversi per comprenderla».

Lo studio Cross-correlating the gamma-ray sky with catalogs of galaxy clusters a firma di Enzo Branchini, Stefano Camera, Alessandro Cuoco, Nicolao Fornengo, Marco Regis, Matteo Viel, Jun-Qing Xia è pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Supplement

 

 

UNA NUOVA LUCE PER IL MEDIO ORIENTE: IL PRIMO FASCIO DI PARTICELLE CIRCOLA IN SESAME

12 January, 2017 - 19:11

Un fascio di particelle è circolato per la prima volta oggi, 12 gennaio, all’interno del sincrotrone di SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and Application in the Middle East), ad Amman, in Giordania. Questo momento rappresenta per la prima sorgente di luce di sincrotrone del Medio Oriente un passo importante verso l’inizio dell’attività di ricerca scientifica. “Un raggio di luce in Medio Oriente prodotto dalla tenacia dei fisici. Congratulazioni al team di SESAME, di cui fa parte l’italiano Giorgio Paolucci, come direttore scientifico”, commenta Fernando Ferroni, presidente dell’INFN. “L'Italia ha contribuito tramite l’INFN al cuore dell'acceleratore, le cavità risonanti che accelerano gli elettroni, realizzate da Elettra, sta costruendo rivelatori innovativi per gli esperimenti e provvederà anche alla struttura per l'accoglienza dei ricercatori che si recheranno lì per i loro esperimenti: grazie anche all'impegno del MIUR, il nostro Paese ha investito 5 milioni di euro per la scienza e per la pace”, conclude Ferroni.
SESAME è una sorgente di luce, basata su un acceleratore di particelle che utilizza radiazioni elettromagnetiche emesse da fasci di elettroni, con lo scopo di studiare le proprietà della materia in un contesto multidisciplinare. Gli esperimenti a SESAME consentiranno, infatti, la ricerca in campi che vanno dalla medicina alla biologia, dalla scienza dei materiali, alla fisica e alla chimica per la sanità, l'ambiente, l'agricoltura e l'archeologia. La missione di SESAME, progetto ispirato al modello del CERN, è dotare di un’infrastruttura di ricerca di livello mondiale la regione mediorientale, favorendo al contempo la cooperazione scientifica internazionale. SESAME, che ha avuto origine a metà degli anni ’90 del secolo scorso, rappresenta oggi, sotto l’egida dell’UNESCO e con il supporto della comunità mondiale, un brillante esempio di impegno globale, che vede lavorare insieme Stati che non si erano mai seduti allo stesso tavolo per un progetto scientifico: Autorità Nazionale Palestinese, Bahrain, Cipro, Egitto, Iran, Israele, Giordania, Pakistan e Turchia. Inoltre, vi collaborano Italia, Francia, Spagna, Brasile, Cina, Germania, Grecia, Giappone, Kuwait, Russia, Svezia, Svizzera, Stati Uniti e Gran Bretagna. L’Italia vi partecipa con l’INFN, Sapienza Università di Roma, Elettra Sincrotrone Trieste e Città della Scienza.
“Questo è un momento di grande orgoglio per l’intera comunità di SESAME, - sottolinea Khaled Toukan, direttore di SESAME - e ora SESAME si apre alle imprese". SESAME sarà, infatti, anche uno stimolo e un’occasione per l’industria locale e avrà un importante impatto sul territorio. Inoltre, è stato sviluppato un solido e intenso programma di formazione, che prevede scuole, meeting, borse di studio, e che ha già consentito di sviluppare le capacità scientifiche e tecniche necessarie alla costruzione e all’utilizzo della nuova macchina.
“Questo è un grande giorno per SESAME” ha detto Chris Llewellyn-Smith, presidente del Council di SESAME. “È un omaggio alla bravura e alla dedizione degli scienziati e dei decisori politici di questa regione, che hanno lavorato instancabilmente per tradurre in realtà la collaborazione scientifica tra i Paesi del Medio Oriente e delle regioni limitrofe”, conclude Llewellyn-Smith.
Il primo fascio di particelle in circolazione nel sincrotrone è un passo importante sulla strada verso la “prima luce”, che segna l'inizio del programma di ricerca di qualsiasi nuova struttura sperimentale, e il primo invito a presentare proposte per svolgere attività di ricerca a SESAME è stato recentemente pubblicato. Ma c'è molto da fare prima che gli esperimenti possano prendere avvio. I fasci devono essere accelerati all'energia operativa di SESAME di 2,5 GeV. Poi la luce emessa deve essere incanalata lungo due linee di fascio e ottimizzata per gli esperimenti che si svolgeranno. Questo processo richiederà circa sei mesi, cosicché i primi esperimenti inizieranno probabilmente nell'estate del 2017.

La storia

L’importanza di un laboratorio internazionale con una sorgente di luce di sincrotrone in Medio Oriente è stata riconosciuta più di 25 anni fa da eminenti scienziati, come il premio Nobel pakistano Abdus Salam. Questa necessità è stata sottolineata anche dal CERN e dal MESC (Cooperazione Scientifica del Medio Oriente) guidato da Sergio Fubini. Gli sforzi del MESC per promuovere non solo la cooperazione regionale nel campo della scienza, ma anche la solidarietà e la pace, sono iniziati nel 1995 con l’organizzazione a Dahab (Egitto) di una riunione, durante la quale il ministro egiziano dell’Istruzione Superiore, Venice Gouda, ed Eliezer Rabinovici (MESC e Hebrew University, Israele) hanno preso una posizione ufficiale a sostegno della cooperazione arabo-israeliana.
Nel 1997, Herman Winick (SLAC National Accelerator Laboratory, USA) e Gustav-Adolf Voss (Deutsches Elektronen Synchrotron, Germania) ha suggerito la costruzione di una fonte di luce di sincrotrone in Medio Oriente, utilizzando componenti della struttura BESSY, che sarebbe stata presto dismessa a Berlino. Questa brillante proposta fu gettata sul fertile terreno di una progettualità perseguita nel corso di workshop organizzati in Italia (1997) e in Svezia (1998) dal MESC e da Tord Ekelof (MESC e Università di Uppsala, Svezia). Su richiesta di Sergio Fubini e Herwig Schopper (ex direttore generale del CERN), il governo tedesco ha quindi deciso di donare i componenti per il progetto SESAME, a condizione che lo smantellamento e il trasporto (finanziati poi dall’UNESCO) fossero a carico di SESAME. Il progetto è stato quindi portato a conoscenza di Federico Mayor, allora Direttore Generale dell’UNESCO, che ha convocato un incontro presso la sede dell’Organizzazione, a Parigi, nel giugno del 1999, con delegati del Medio Oriente e di altre regioni. L’esito dell’incontro è stato l’avvio del progetto e l'istituzione di un Consiglio Internazionale ad interim sotto la presidenza di Herwig Schopper. La Giordania è stata scelta per ospitare il centro, in competizione con altri cinque Paesi della regione. Lo stato giordano ha fornito il terreno, così come i fondi per la costruzione dell’edificio. Nel maggio 2002, il Consiglio Esecutivo dell’UNESCO ha approvato all’unanimità l’istituzione del centro sotto l’egida dell’UNESCO, che è anche l’istituzione depositaria degli statuti di SESAME. È stato in seguito costituito il Consiglio permanente, che ha ratificato lo statuto del centro ed eletto presidente e vicepresidenti. La cerimonia inaugurale si è svolta nel gennaio del 2003, e i lavori di costruzione sono iniziati nell’agosto successivo. Oggi SESAME è una realtà in grado non solo di favorire lo sviluppo scientifico ed economico del territorio ma anche di promuovere legami più stretti tra popoli con diverse tradizioni, sistemi politici e culture.

L'Esperimento di Gihan Kamel: "Io, unica donna tra i fisici del sinrotrone che unirà il Medio Oriente"

 

 

IXPE SELEZIONATO DALLA NASA COME PROSSIMA MISSIONE SPAZIALE DEL PROGRAMMA EXPLORER

5 January, 2017 - 12:17

Si chiama IXPE (Imaging X-Ray Polarimetry Explorer) e sarà una missione, cui l’Italia partecipa con l’INFN e l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) con il coordinamento dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dedicata completamente allo studio della Polarimetria X di sorgenti celesti, come buchi neri, stelle di neutroni, magnetar, pulsar, e allo studio di effetti di fisica fondamentale in ambienti estremi, come la Gravità Quantistica (QG), la birifrangenza del vuoto e la manifestazione di nuove particelle esotiche come le Axion Like Particles (ALP). La NASA ha approvato il progetto IXPE come la prossima missione spaziale del programma Explorer. La data di lancio prevista è per la fine del 2020.

Il cuore di IXPE sarà costruito attorno a innovativi rivelatori per raggi X sensibili alla polarizzazione inventati, sviluppati e portati alla qualificazione spaziale all'interno dell’INFN in collaborazione con l’INAF, con il supporto dell'ASI, che metterà anche a disposizione la sua base di Malindi per la ricezione dei dati. In particolare, tre dei rivelatori di IXPE verranno posizionati al fuoco di tre telescopi per raggi X alloggiati all'interno del satellite. I rivelatori (Gas Pixel Detectors, GPD) saranno realizzati sotto la responsabilità di gruppi INFN delle sezioni di Pisa e Torino.

“Penso possiamo essere tutti giustamente orgogliosi di aver introdotto e sviluppato una nuova tecnologia di rivelazione destinata ad aprire una nuova finestra osservativa sull' Universo”, commenta Ronaldo Bellazzini, della sezione INFN di Pisa, co-responsabile italiano del progetto e ideatore del concetto di GPD.

È solo dopo l'introduzione del GPD che è stato finalmente possibile trasformare in realtà quello che fino ad allora era rimasto un sogno irrealizzato di tutta l'astrofisica e fisica astroparticellare delle alte energie. Il GPD è il primo rivelatore capace di misurare contemporaneamente tutte le proprietà trasportate dai fotoni X emessi da sorgenti celesti. È, infatti, in grado di misurare la direzione di arrivo del fotone (quindi la posizione della sorgente), la sua energia, il tempo di arrivo e, per la prima volta, anche la direzione del campo elettrico associato al fotone assorbito dal rivelatore. Misurando la direzione del campo elettrico di un numero adeguato di fotoni emessi da una sorgente X  sarà quindi possibile per la prima volta misurare con grande efficienza e sensibilità la polarizzazione della radiazione emessa dalla sorgente. La misura della polarizzazione fornisce informazioni uniche e finora inaccessibili sulla geometria delle distribuzioni di massa e dei campi della sorgente stessa.

“Sono molto contento che si stia concretizzando una missione pensata già molti anni fa da Enrico Costa dell’INAF con il contributo decisivo di Ronaldo Bellazzini dell’INFN, che permetterà finalmente di aprire una nuova finestra nell’astronomia dei raggi X”, commenta Paolo Soffitta, a capo del team che coordina le attività di IXPE per l’INAF.