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DALL’ESPERIMENTO CLAS NUOVI RISULTATI SUL RUOLO DEI PROTONI NELLE STELLE DI NEUTRONI

14 August, 2018 - 10:01

Sono i protoni responsabili della componente più energetica del cuore delle stelle di neutroni. Lo studio, riportato il 13 agosto sulla rivista scientifica Nature, è stato ottenuto in laboratorio grazie alle osservazioni dell’esperimento CLAS all’acceleratore CEBAF del Jefferson Lab, negli Stati Uniti, con il contributo dei ricercatori italiani dell’INFN.

Il nucleo atomico è costituito dai nucleoni (protoni e neutroni). Il modello universalmente usato per descriverlo, chiamato a shell, prevede il riempimento di livelli energetici successivi in modo indipendente per neutroni e protoni via via che il numero atomico (dato dalla somma di protoni e neutroni) aumenta. Questa semplice descrizione rende conto della maggior parte della dinamica del nucleo. Tuttavia, recentemente, è stato provato che circa il 20% dei nucleoni non vivono in modo indipendente nelle loro shell, ma interagiscono tra loro formando delle coppie il cui comportamento non è descritto dal modello a shell. La configurazione preferita è quella di coppie protone-neutrone, e i nucleoni della coppia correlata, interagendo, hanno mediamente maggiore energia cinetica di quella caratteristica della shell di riferimento.

In alcune condizioni estreme, come quelle che si incontrano nelle stelle di neutroni, dove il numero di protoni è solo il 5-10% del totale dei nucleoni, la dinamica dei nuclei viene di solito descritta facendo solo riferimento ai neutroni, ignorando i protoni. Ma capire, per esempio, se nei nuclei asimmetrici (in cui il numero di neutroni è maggiore di quello dei protoni), il numero di coppie correlate (e quindi di energia più elevata) aumenti, diminuisca o resti costante è importante perché, se fosse costante, ciò implicherebbe che una frazione significativa dell’energia nel nucleo è portata dai protoni e che il loro ruolo, quindi, non può essere trascurato.

L’esperimento CLAS impiega elettroni di alta energia (5 GeV, miliardi di elettronvolt) prodotti dall’acceleratore CEBAF per colpire nuclei diversi, come i nuclei di carbonio, ferro e piombo, con numero di nucleoni e asimmetria neutroni-protoni via via crescente. Quando nella collisione con un nucleo l’elettrone colpisce una coppia correlata, sbalza dal nucleo i due nucleoni. Nell’esperimento, è stato possibile selezionare per la prima volta quegli eventi in cui si sono rivelati un neutrone e un protone contemporaneamente entrambi di alto impulso, e quindi provenienti da coppie protone-neutrone interagenti.

“Grazie a queste osservazioni, – spiega Marco Battaglieri, della sezione INFN di Genova che lavora a CLAS e ha preso parte allo studio – è stato mostrato che, mentre il numero di neutroni a basso impulso, ben descritti dal modello a shell, emessi dal nucleo nell’interazione con l’elettrone cresce per nuclei via via più asimmetrici, il numero di neutroni di alto impulso rimane pressoché costante”. “Ciò significa, – prosegue Battaglieri – che il numero di protoni di alto impulso cresce man mano che si considerano nuclei sempre più asimmetrici”. “La conclusione che si può trarre, quindi, è che la percentuale di protoni di alto impulso nei nuclei cresce con la densità di neutroni e, di conseguenza, l’energia cinetica media dei neutroni diminuisce in nuclei ricchi di neutroni a favore dell’energia portata dai protoni”, conclude Battaglieri.

Queste osservazioni sono, dunque, rilevanti per la comprensione di quei sistemi astrofisici estremi, come le stelle di neutroni, in cui il numero di protoni, pur essendo minoritario, si dimostra così responsabile della parte più energetica al suo cuore.

L’Italia al Jefferson Lab

Vi lavorano circa 70 ricercatori di 11 strutture INFN, tra Sezioni e Laboratori Nazionali, riuniti nella collaborazione JLAB12. I fisici dell’INFN ricoprono ruoli di responsabilità e coordinano la realizzazione di importanti sistemi di rivelazione e di identificazione delle particelle cariche e della nuova infrastruttura per lo studio della materia oscura leggera. Il Jefferson Lab, insieme al Brookhaven Laboratory, è uno dei due siti candidati a ospitare l’Electron-Ion Collider (EIC), che a livello mondiale rappresenta il futuro progetto dedicato allo studio delle proprietà dei protoni e neutroni e su cui, il 24 luglio scorso, la National Academy of Science (NAS) ha pubblicato un rapporto ribadendo la rilevanza e unicità del progetto. Il progetto EIC, del valore di un miliardo di dollari, è fortemente sostenuto dall’INFN, che ha avviato un lavoro preparatorio di networking e di R&D in vista della fase di sperimentazione.

 

In foto vista aerea del Jefferson Lab

 

PHYSICS PHOTOWALK 2018: ECCO LE FOTO ITALIANE FINALISTE

1 August, 2018 - 11:08

Si è chiusa la prima fase del Global Physics Photowalk, il concorso fotografico che consente a centinaia di fotografi professionisti e amatoriali in tutto il mondo di esplorare liberamente, per un giorno, un grande laboratorio di fisica e fotografare la fisica dietro le quinte.

All’edizione del 2018 hanno aderito i più importanti laboratori di fisica del pianeta e tra maggio e giugno hanno aperto le porte ai fotografi laboratori in Cina, Stati Uniti, Canada, Gran Bretagna, Italia, Svizzera, Francia ed Australia.

La prima fase del concorso prevede la selezione delle migliori foto di ogni laboratorio, che partecipano quindi alla competizione globale e saranno valutate da una giuria di esperti internazionali. Tra queste anche 12 fotografie, scattate nei quattro Laboratori Nazionali dell’INFN, scelte dalla giuria del photowalk italiano, costituita da una scienziata, Pia Astone della sezione INFN dell'Università di Roma "Sapienza", da un giornalista, Gianluca Dotti, collaboratore di Wired e da un fotografo, Luca Locatelli, collaboratore di National Geographic Magazine e di molte testate internazionali.

“Fotografare il dietro le quinte della tecnologia e della scienza è una sfida difficile, ma appassionante – ha commentato Luca Locatelli - Per me rappresenta un modo di gettare uno sguardo sul futuro, di raccontare quelle comunità e quei luoghi, dove l’umanità sta producendo innovazioni sostenibili e approntando gli strumenti, che cambieranno il mondo, così come è già avvenuto nel passato.”

Questa è la gallery delle 12 foto vincitrici della selezione italiana, che parteciperanno quindi alla selezione internazionale i cui vincitori saranno annunciati in autunno. Le prime due foto classificate saranno pubblicate sul prossimo numero della rivista Asimmetrie.

1° classificato, Micheletti Gianluca, Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN 2° classificato, Motta Enzo, Laboratori Nazionali del Sud dell'INFN 3° classificato, Riccioni Luca, Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN 4° classificato, Marzili Marco, Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN 5° classificato, Gualtieri Domenico, Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN 6° classificato, Coppola Federica, Laboratori Nazionali del Sud dell'INFN 7° classificato (parimerito), Salvadori Mirco, Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN 7° classificato (parimerito), Mariani Fabio, Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN 9° classificato, Lombardi Anna, Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN 10° classificato, Zuccaro Rosaria, Laboratori Nazionali del Sud dell'INFN 11° classificato, Ruzzini Stefano, Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN 12° classificato, Fabretti Giancarlo, Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN

 

 

ERC: PREMIATO MEGANTE, PROGETTO DI RICERCA IN FISICA GRAVITAZIONALE

31 July, 2018 - 09:10

L’European Research Council (ERC) ha assegnato a Gabriele Rosi, ricercatore della sezione di Firenze dell’INFN un finanziamento ERC Starting Grant 2018 di 1,550 milioni di euro per una ricerca di fisica gravitazionale. Si tratta dello sviluppo del progetto quinquennale MEGANTE (MEasuring the Gravitational constant with Atom interferometry for Novel fundamental physics TEsts) che consiste nella realizzazione di un nuovo apparato sperimentale dedicato alla misura della costante gravitazionale. Il nuovo apparato avrà sensibilità superiore a quelli esistenti e sarà realizzato impiegando tecnologie quantistiche quali l’interferometria atomica. "La misura della costante gravitazionale è considerata in campo metrologico la più difficile da realizzare e, infatti, è la costante fondamentale conosciuta con la maggiore incertezza” commenta Gabriele Rosi, ricercatore della sezione di Firenze dell’INFN. “Molti gruppi di ricerca, utilizzando metodi “classici” quali pendoli e bilance di torsione, stanno tentando di spingere l’accuratezza relativa verso le 10 parti per milione (ppm)” conclude Rosi. L’idea del progetto MEGANTE nasce dall’esperienza maturata durante l’esperimento MAGIA dell’INFN e del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare (Lens) dell’Università di Firenze che ha misurato in modo diretto, per la prima volta al mondo, la curvatura del campo gravitazionale. MAGIA che usa come sonde di misura atomi in caduta libera, anziché oggetti meccanici macroscopici, ha raggiunto un’accuratezza notevole, ma sarà MEGANTE a tentare il salto di qualità.

L'INFN STABILIZZA 170 DIPENDENTI, TRA RICERCATORI, TECNOLOGI, TECNICI E AMMINISTRATIVI

27 July, 2018 - 13:53
Oggi, 27 luglio, il Consiglio Direttivo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha approvato le graduatorie finali per l’assunzione a tempo indeterminato di 170 dipendenti, tra ricercatori, tecnologi, tecnici e amministrativi, consentita dalla Legge di Bilancio del 2018. Si è compiuto così l’atto formale che sancisce il via libera alla stabilizzazione di parte del personale che da anni lavora per l’ente con contratti a termine. I destinatari di contratto, che vengono a rappresentare complessivamente un aumento di circa il 9,5% dei dipendenti a tempo indeterminato dell’INFN, saranno assunti formalmente dal 1 ottobre 2018. L’importante passo è stato possibile grazie all’assegnazione del fondo destinato alle stabilizzazioni, sancito dalla Legge di Bilancio 2018, pari a poco più di 1 milione dal 2018 e 3,4 milioni dal 2019, per un totale di 4,4 milioni annui. A regime, il personale così assunto costerà 7,6 milioni di euro, impegnando l’Ente per un importo superiore al finanziamento ministeriale e relativo cofinanziamento. “Un passaggio importante per l’INFN: abbiamo potuto finalmente garantire stabilità ai contratti di personale che era ormai parte integrante dell’attività di ricerca dell’Ente e che per molti anni è stato penalizzato dalla miope politica del quasi azzeramento del turn-over”, è il commento di Fernando Ferroni, presidente dell’INFN, “Nel passato, la stessa politica ha impedito ai dipendenti che oggi stabilizziamo di partecipare a selezioni tramite concorso per posti a tempo indeterminato, una modalità di assunzione che resta nella nostra visione la strada maestra per entrare nel mondo della ricerca.”.

FERMILAB: APPROVATO IL PROGETTO PIP-II

25 July, 2018 - 10:06

Il Fermi National Acceleratory Laboratory (Fermilab), uno dei più importanti centri per la fisica delle particelle degli USA, ha registrato un importante traguardo. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha, infatti, formalmente approvato il progetto Pip-II (Proton Improvement Plan II) che prevede il potenziamento del sistema di acceleratori del laboratorio che saranno così in grado di generare un potentissimo fascio di neutrini. L'obiettivo di PIP-II è quello di produrre un fascio di protoni di oltre 1 megawatt, circa il 60 percento più alto rispetto ai complessi di acceleratori esistenti.

Il Progetto PIP-II è un passo cruciale per la realizzazione del futuro esperimento DUNE che sarà realizzato nella struttura sperimentale a lunga distanza (LBNF) progettata dal Fermilab. DUNE, a cui l’Italia partecipa in modo rilevante, rappresenterà il più grande esperimento sull’oscillazione dei neutrini mai costruito ed è l’esperimento con cui il laboratorio americano ambisce a posizionarsi come leader mondiale nella ricerca sui neutrini basata sugli acceleratori. L'opportunità di contribuire al PIP-II ha portato scienziati e ingegneri di tutto il mondo al Fermilab con importanti contributi da Italia, India Francia e Regno Unito, oltre che negli Stati Uniti. In particolare un team di ricercatori e tecnologi del laboratorio INFN LASA, guidato da Carlo Pagani sta lavorando sia sul disegno che sulla progettazione di due prototipi di cavità superconduttive che costituiranno i cruciali elementi innovativi del nuovo acceleratore PIP-II. Una parte di queste cavità sarà prodotta nel nostro paese con un rilevante ritorno in commesse di alto valore tecnologico per l’industria italiana.

Il contributo italiano al programma di fisica del neutrino

l'Italia attraverso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha un peso considerevole sia dal punto di vista scientifico sia tecnologico sull'intero programma di fisica del neutrino. Oltre all’esperimento di lunga distanza DUNE, in cui lavora un gruppo di circa 30 ricercatori guidati da Sergio Bertolucci , l'INFN è il principale partecipante straniero al progetto di corta distanza SBN (Short Baseline Neutrino) in cui i neutrini vengono inviati al rivelatore Icarus ( trasportato negli USA dai Laboratori Nazionali del Gran Sasso) ad alcune centinaia di metri di distanza. Il gruppo di ricercatori che lavorano al Fermilab sul rivelatore Icarus è diretto dal premio Nobel Carlo Rubbia.

VISIONI DI SCIENZA, INFN E GSSI A CAMPUS PARTY ITALIA

18 July, 2018 - 15:33

L’INFN e il GSSI partecipano per la prima volta, con scienziati d’eccezione, all’edizione italiana di Campus Party, il festival internazionale dedicato alla tecnologia, all’innovazione e alla creatività, che apre oggi a Milano, rivolto soprattutto ai giovani. Previsti per l’edizione 2018 oltre 4.000 campuseros (i partecipanti di Campus Party che vivranno nel geek camping) e più di 15.000 visitatori giornalieri

Sarà il presidente dell’INFN, Fernando Ferroni ad aprire, domani 19 luglio alle 15.00, dal Main Stage di Campus Party, la partecipazione INFN al festival, con l’intervento dal titolo “Strategie di viaggio per terre inesplorate: la scienza visionaria”.

Venerdì 20 alle 11.00 sarà la volta di Luca Serafini, ricercatore della sezione INFN di Milano, con un talk dal Palco Science del festival, intitolato “Fotoni: dalle radiografie alle spade Jedi”e dedicato all’impiego scientifico e fantascientifico dei fasci laser. Nella stessa giornata di venerdì 20, salirà sul palco Science di Campus Party, alle 16.00, il rettore del Gran Sasso Science Institute Eugenio Coccia, con “Le onde gravitazionali e lo studio dell’universo oscuro”, un ricco racconto sulla nascita dell’astronomia multimessaggero e la ricerca che guarda al lato oscuro dell’universo.

Sabato 21 alle 11.00 sarà poi il turno di Guido Tonelli, che lavora all’esperimento CMS del CERN e che dal Main Stage racconterà le nuove sfide della fisica. Alle 16.00 chiuderà la partecipazione INFN Viviana Fafone, ricercatrice dell’esperimento Virgo, protagonista della prima rivelazione di onde gravitazionali, che dal palco Science di Campus party racconterà “La scoperta delle onde gravitazionali”.

Per tutta la durata del festival inoltre (18-22 luglio), Lorenzo Caccianiga, ricercatore della sezione INFN di Milano, condurrà il workshop “Reasearch Similator”, un laboratorio ludico sul metodo scientifico, basato sulla soluzione di un mistero scientifico, con l’uso di intuito, spirito d'osservazione, capacità di pensare fuori dagli schemi e metodo.

 

 

GIUSEPPE BATTISTONI SARA' IL NUOVO DIRETTORE DEL TIFPA

18 July, 2018 - 09:22

Giuseppe Battistoni è stato eletto direttore del TIFPA (Trento Institute for Fundamental Physics and Application), il centro nazionale dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare istituito a Trento in collaborazione con l’Università di Trento, la Fondazione Bruno Kessler e l’Azienda Sanitaria per i Servizi Sanitari della Provincia di Trento. Battistoni entrerà in carica il prossimo 2 settembre, succedendo a Marco Durante, che ha diretto il centro per 3 anni, dall’aprile 2015.

“Sono onorato di essere stato chiamato a dirigere questo centro nazionale INFN. Il TIFPA è sicuramente una realtà unica nel suo genere, che può vantare una ormai lunga collaborazione di successo con l’Università di Trento, le realtà industriali trentine, con l’Azienza Sanitaria Provinciale e con altre agenzie di ricerca nazionali e internazionali, tra le quali spiccano ESA (European Space Agency) e ASI (Agenzia Spaziale Italiana). Il TIFPA rappresenta quindi per il territorio un’opportunità di grande importanza di crescita e sviluppo, nata anche grazie al lungimirante supporto alla ricerca da parte del governo locale provinciale” commenta Giuseppe Battistoni, futuro direttore del TIFPA.

“L’Ateneo ha un accordo quadro con l’INFN che vede coinvolti il Dipartimento di Fisica, il Dipartimento di Ingegneria industriale e il Centro di Biologia integrata. Salutiamo con piacere l’arrivo di Battistoni a cui rinnoviamo, quindi, l’interesse strategico dell’Ateneo nella collaborazione con il TIFPA per promuovere sia la scienza di base sia le sue applicazioni . In particolare il progetto legato alla protonterapia rimane strategico nella collaborazione con l’INFN” sottolinea Paolo Collini, rettore dell'Università di Trento.

Nato a Roma nel 1954, Giuseppe Battistoni è Dirigente di Ricerca INFN dal 2001 presso la Sezione di Milano. Ha iniziato la sua carriera scientifica nel 1982 presso i Laboratori Nazionali di Frascati partecipando a esperimenti di fisica delle particelle su acceleratori e lavorando allo sviluppo di rilevatori di particelle. Si è poi dedicato alla fisica delle particelle senza acceleratori contribuendo all'esperimento NUSEX al Monte Bianco sui temi del decadimento del nucleone, la fisica dei raggi cosmici ad alta energia e neutrini atmosferici. Successivamente ha contribuito all'avvio dell'attività sperimentale presso i Laboratori del Gran Sasso con l'esperimento MACRO. Trasferito alla Sezione INFN di Milano nel 1990, si è unito all'attività di ricerca e sviluppo per gli esperimenti al LHC al CERN. In particolare ha partecipato alla costruzione del calorimetro elettromagnetico ATLAS, continuando, allo stesso tempo, l'esperienza nella fisica delle astroparticelle presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Successivamente, ha anche partecipato all'esperimento ICARUS. Negli ultimi quindici anni ha lavorato all’applicazione della fisica nucleare e delle particelle alla medicina, con particolare attenzione al caso dell’adroterapia. In questo campo si occupa sia di sviluppo di simulazioni Montecarlo che di esperimenti su processi nucleari rilevanti per la terapia, partecipando a sviluppi di tecniche per il monitoraggio in vivo dei trattamenti. È stato direttore della Sezione INFN di Milano dal 2006 al 2012 e ha rivestito il ruolo di coordinatore del Comitato Tecnico Scientifico dell’INFN. È autore e coautore di centinaia di pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali.

IL TIFPA

Il Trento Institute for Fundamental Physics and Application è il centro nazionale dell’INFN dedicato alla ricerca in fisica delle particelle e allo sviluppo di tecnologie d’avanguardia nei settori della sensoristica, della ricerca spaziale, del supercalcolo e della biomedicina. Si tratta di una realtà unica in Italia per la capacità di integrare ricerca di base, trasferimento tecnologico e innovazione. Con sede a Trento, il TIFPA nasce dalla collaborazione tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Università di Trento, la Fondazione Bruno Kessler e l’Azienda Provinciale per i Servizi Sanitari e si avvale di infrastrutture quali il Centro Materiali e Microsistemi, il centro di fisica teorica ECT di FBK e il nuovo acceleratore per la protonterapia oncologica gestito da APSS che sta attualmente trattando pazienti, anche pediatrici, con grande successo. www.tifpa.infn.it

IL CIELO IN UNA STANZA, AI LABORATORI INFN DI LEGNARO

16 July, 2018 - 09:31

Comprendere i processi che portano alla formazione dei nuclei pesanti all’interno delle fucine stellari: è questo uno degli affascinati temi cui stanno lavorando i ricercatori dell’INFN ai Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL). Grazie al complesso di acceleratori PIAVE (Positive Ion Accelerator for low VElocity ions) e ALPI (Acceleratore Lineare Per Ioni), due acceleratori lineari messi in sequenza, progettati e realizzati ai LNL sono, infatti, riusciti a produrre e accelerare per la prima volta un fascio di piombo 206 (206Pb) all’energia di 1,2 GeV (Gigaelettronvolt), facendolo poi interagire con un bersaglio di stagno 118 (118Sn), così da poter studiare in laboratorio i processi astrofisici che avvengono nel cosmo.

“Oltre all’importanza scientifica dell’esperimento, – sottolinea Diego Bettoni, direttore dei Laboratori di Legnaro – questo risultato corona uno sforzo importante sostenuto in questi anni dalla divisione acceleratori dei Laboratori INFN di Legnaro, che ha portato a buon fine un importante upgrade del complesso dei nostri acceleratori”.

I nuclei prodotti nella reazione piombo-stagno sono stati poi identificati grazie a PRISMA, uno speciale rivelatore appositamente progettato e costruito ai LNL per misurare con grande dettaglio alcune caratteristiche del processo di produzione di nuclei pesanti, come la distribuzione delle loro masse, la loro carica nucleare e l’energia di eccitazione.

“Nella reazione piombo-stagno – spiega Lorenzo Corradi, responsabile dell'esperimento PRISMA – abbiamo voluto studiare il processo di trasferimento di coppie di neutroni, ossia quel tipo di reazioni in cui multipli pari di neutroni vengono trasferiti da un partner all'altro, modificando in modo peculiare la composizione isotopica sia del proiettile, sia del bersaglio”. “L'importanza dell’esperimento sta nel fatto che questi processi, coinvolgendo appunto coppie di nucleoni, forniscono informazioni sulle correlazioni nucleone-nucleone, essenziali per comprendere le proprietà strutturali dei nuclei”, conclude Lorenzo Corradi.

Più in generale, l’utilizzo dei fasci di piombo e di ioni molto pesanti è importante per lo studio della popolazione di nuclei ricchi di neutroni. Lo studio dettagliato dei meccanismi di produzione di questi nuclei e delle loro proprietà è di grande rilievo per l'astrofisica e per i modelli di evoluzione delle stelle. In certe regioni della carta dei nuclidi è, infatti, molto forte la competizione fra il processo di decadimento beta, che genera nuclei verso la cosiddetta valle della stabilità (dove si collocano i nuclei più stabili, appunto), e il processo chiamato di “cattura rapida neutronica”, che porta alla formazione nelle strutture stellari, come per esempio nelle supernovae, di nuclei via via più ricchi di neutroni.

“Si tratta di un risultato importante – spiega Giovanni Bisoffi, responsabile della divisione acceleratori dei LNL – non solo dal punto di vista scientifico ma anche tecnologico: il fascio utilizzato per l’esperimento è stato generato in modo stabile da una sorgente a risonanza di ciclotrone (ECR) a 14.4 GHz, ed è stato poi accelerato grazie alle componenti superconduttive, che operano a -269 °C, di PIAVE e ALPI”. “L’utilizzo combinato dei due acceleratori ci ha consentito di raggiungere l’energia richiesta di 1,2 GeV (Giga elettronvolt, cioè miliardi di elettronvolt) con una elevata corrente di fascio (oltre i 90 nA, nano Ampere) per gran parte della misura, che è durata 10 giorni: le misure di fisica nucleare realizzate grazie a questi fasci di ioni piombo coronano uno sforzo importante sostenuto in questi anni dai tecnologi e dai tecnici della divisione acceleratori, che hanno migliorato sia le prestazioni sia il grado di affidabilità degli acceleratori superconduttivi”, conclude Bisoffi.

Molte delle innovazioni e dei potenziamenti che sono stati realizzati agli acceleratori sono funzionali anche all’impiego di ALPI per i fasci di particelle esotici di SPES (Selective Production of Exotic Species), il futuro progetto multidisciplinare in costruzione ai Laboratori di Legnaro: si tratta di un apparato altamente innovativo che riuscirà a generare e ad accelerare nuclei non stabili su bersagli fissi. SPES aprirà la strada a importanti ricerche di fisica di base, come lo studio di reazioni nucleari e di isotopi nucleari ancora poco conosciuti, e al contempo consentirà l’impiego in altri settori, come la produzione di radiofarmaci, utili per curare alcune forme tumorali per le quali altri trattamenti sono meno efficaci.

 

 

FISICA E BENI CULTURALI: A ROMA L'EVENTO DI LANCIO DI CHNET

10 July, 2018 - 09:00

Si è svolto a Roma, ieri lunedì 9 luglio, l’evento di lancio di CHNet-Cultural Heritage Network, la rete dedicata ai beni culturali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare organizzato, in collaborazione con il Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo, nella sede del Collegio Romano del Mibact presso il salone Spadolini. L’evento è stato l’occasione per fare il punto sulle esperienze, le tecnologie e le competenze maturate in oltre trent’anni di attività nel settore multidisciplinare della fisica applicata ai beni culturali, dove decisivo è sempre stato il dialogo e la collaborazione fra la ricerca e la tutela e l’operatività delle strutture del MiBACT. Analisi, Ricerca, Training e Sostenibilità (ARTS) sono le sezioni di presentazione in cui si è articolato il convegno e che ripercorrono le linee di sviluppo della rete CHNet. Dall’ANALISI all’avanguardia al servizio di musei, soprintendenze, archivi, luoghi della cultura pubblici e privati alla RICERCA multidisciplinare e di frontiera per essere sempre più competitivi e riconoscibili a livello internazionale non solo per le bellezze del nostro patrimonio ma anche per le tecnologie e l’innovazione con cui sono conservate, tutelate, valorizzate e fruite. Dall’ALTA FORMAZIONE per rispondere alla sempre maggiore richiesta di competenze trasversali, alle attività di PUBLIC ENGAGEMENT per grandi e piccoli. La giornata si è chiusa affrontando il tema della SOSTENIBILITA’ dell’attività della rete CHNet che si svolge in collaborazione con gli attori del settore e nel contesto nazionale e internazionale e per cui è cruciale la collaborazione fra INFN e il Grant Office del MiBACT, l’ufficio di supporto per l’attrazione di investimenti sia pubblici sia privati a favore delle attività legate al patrimonio culturale e alla produzione artistica, che opera presso il Servizio del Segretariato Generale. A conclusione della giornata si è tenuta una tavola rotonda a cui hanno partecipato i diversi attori pubblici e privati che operano nei beni culturali.

La fisica per l’arte: una storia lunga trent’anni

Ormai da più di trent’anni l’INFN utilizza i risultati della ricerca fondamentale per trasferire nel settore applicativo dei beni culturali le tecnologie più all’avanguardia per l’analisi non invasiva dei materiali del patrimonio culturale: datazioni C14, termoluminescenza, analisi chimico-fisiche elementari e molecolari dei materiali, imaging, radiografie e tanto altro. Competenze e tecniche che sono state sviluppate grazie a un approccio multidiscipliare e una collaborazione molto fruttuosa con archeologi, restauratori, storici dell’arte, architetti, esperti ed operatori del settore e in particolare del Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo. Un connubio fra arte e scienza che risponde alle esigenze di conservazione, restauro, tutela, valorizzazione del nostro patrimonio culturale. Numerosi sono stati i risultati eccellenti raggiunti nel tempo e le iniziative a guida italiana dal respiro internazionale. Come MACHINA, un progetto ambizioso e unico al mondo per la costruzione di un acceleratore portatile per lo studio dei materiali dei beni culturali, la cui realizzazione è possibile grazie a un finanziamento di circa due milioni di Euro da parte del Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca. MACHINA verrà progettato e sviluppato da INFN in collaborazione con l’Opificio delle Pietre Dure di Firenze del MiBACT e con il coinvolgimento del CERN per poi essere funzionante presso i laboratori dell’Opificio delle Pietre Dure di Fortezza da Basso in Firenze, pronto per essere trasportato nei musei e nei luoghi di cultura per l’analisi delle opere d’arte.

OSSERVATO UNO DEI NODI COSMICI PIÙ DENSI DELL’UNIVERSO

9 July, 2018 - 10:06

UNIBO-INAF-INFN. Un gruppo internazionale di ricerca, di cui fanno parte scienziati dell’Università di Bologna, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), è riuscito a localizzare uno dei nodi cosmici più densi dell’universo conosciuto. È l’ambiente cosmico intorno all’ammasso di galassie noto come PSZ2 G099.86+58.45, a una distanza dalla Terra che si impiegherebbe quasi 6 miliardi di anni a percorrere viaggiando alla velocità della luce. Il sistema presenta una densità di materia circa sei volte maggiore rispetto alla media degli altri ammassi osservati. I ricercatori hanno misurato la distribuzione di massa intorno all’ammasso in questione fino a una distanza di 30 megaparsec, cioè circa 6mila miliardi di volte la distanza media della Terra dal Sole. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Astronomy.

La ragnatela cosmica

“La struttura dell’universo è come una ragnatela: la materia si dispone per lo più lungo filamenti che si intrecciano in nodi molto densi. È qui che si formano ed evolvono gli ammassi di galassie, gli oggetti più grandi dell'universo che raggiungono masse pari a milioni di miliardi quella del Sole”, spiega Mauro Sereno, ricercatore dell’Università di Bologna e dell’INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio (OAS) di Bologna. “La scoperta di un sistema con una densità di materia così elevata dimostra che i meccanismi che permettono di aumentare la massa delle strutture cosmiche possono essere estremamente efficaci”.

Studiare questa “ragnatela cosmica” è particolarmente complicato anche perché ci sono componenti fondamentali dell’universo – la materia oscura e l’energia oscura – di cui ancora ignoriamo le proprietà. La materia ordinaria di cui i pianeti e le stelle sono composti è, infatti, appena il 5% del totale di massa ed energia dell’universo.

Una lente gravitazionale

“Lo spazio intorno a un ammasso – dice ancora Mauro Sereno – include i filamenti, gli ammassi vicini e la materia in accrescimento che si sta legando gravitazionalmente all’ammasso centrale. La densità misurata intorno all’ammasso PSZ2 G099.86+58.45 è circa sei volte maggiore della media”.

I ricercatori sono riusciti a rilevare l’alta densità di materia di questo ammasso grazie a un effetto noto come “lente gravitazionale”, legato alla capacità della forza di gravità di deviare la luce e creare così distorsioni nell’immagine degli oggetti celesti che osserviamo. In questo caso, quindi, la luce prodotta dalle galassie che si trovano dietro all’ammasso studiato viene deviata e amplificata dal suo campo gravitazionale. Analizzando la forma di oltre 150.000 galassie, il gruppo di ricerca è così riuscito a calcolare la grande concentrazione di materia che si trova intorno all’ammasso stesso.

“La misura delle piccole distorsioni della forma intrinseca delle galassie ci ha permesso di stimare con estrema accuratezza la quantità di materia oscura presente attorno all’ammasso”, spiega Carlo Giocoli, ricercatore dell’Università e della Sezione INFN di Bologna. “L’interpretazione delle nostre analisi osservative è avvenuta grazie a un elevato numero di simulazioni numeriche della formazione delle strutture cosmiche, le quali ci hanno permesso di quantificare che meno dell’1% degli ammassi di galassie ha una così fitta ragnatela cosmica”, conclude Giocoli.

I protagonisti dello studio

Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy con il titolo Gravitational lensing detection of an extremely dense environment around a galaxy cluster. A realizzarlo è stato un gruppo di ricerca guidato da Mauro Sereno, ricercatore del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Bologna e presso l’INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio (OAS) di Bologna. Gli altri ricercatori arrivano da INAF–OAS (Stefano Ettori), Università di Bologna e Sezione INFN di Bologna (Carlo Giocoli, Federico Marulli, Lauro Moscardini, Alfonso Veropalumbo), Università di Napoli Federico II e Sezione INFN di Napoli (Giovanni Covone), e da alcuni istituti spagnoli (Rafael Barrena, Antonio Ferragamo, Luca Izzo, Alina Streblyanska).

 

Immagine: Simulazione numerica della distribuzione di materia attorno a un ammasso su diverse scale.

MAGIC FESTEGGIA I SUOI 15 ANNI

28 June, 2018 - 05:49

Si festeggiano a La Palma i 15 anni della collaborazione MAGIC. Il meeting, che proseguirà fino al 29 giugno prossimo, prevede seminari scientifici, divulgativi e due serate aperte al pubblico, per far conoscere a tutti i risultati ottenuti da questo ambizioso progetto. Presenti anche molti degli scienziati dell'INAF e dell'INFN che hanno contribuito al successo di questo esperimento. Tra gli altri hanno aperto i lavori nella prima sessione della mattina anche Angelo Antonelli, responsabile INAF della collaborazione MAGIC e Alessandro de Angelis dell'INFN.

MAGIC, che sta per Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope, è un sistema composto da due telescopi divenuti operativi, prima uno e poi l'altro, a partire dal 2003 all'osservatorio di Roque de los Muchachos, sull'isola di La Palma, alle Canarie. I due telescopi hanno un diametro di 17 metri e sono dedicati all'osservazione di raggi gamma molto energetici prodotti da fenomeni astrofisici violenti come supernovae e nuclei galattici attivi. Quando questo tipo di radiazione colpisce l'atmosfera terrestre genera una cascata di particelle che viaggiano a una velocità superiore a quella della luce nello stesso mezzo. Questo provoca l'emissione di una luce bluastra che dura poche frazioni di secondo chiamata luce Cherenkov. I due telescopi MAGIC lavorano in maniera coordinata e sono in grado di catturare questo tipo di luce grazie alle dimensioni dei loro specchi e ai rivelatori ultrasensibili di cui sono dotati.

“L'INFN è stato fin dagli anni 1990 tra i padri dell'astrofisica gamma da terra – commenta Alessandro De Angelis dell'INFN – e MAGIC, inaugurato nel 2003, è ancor oggi lo strumento più sensibile del mondo ai fotoni di energie di circa 100 GeV, cruciali per l'astronomia multimessaggero. MAGIC è uno dei successi cui l'INFN ha contribuito in modo significativo grazie alla sua esperienza e competenza. E il know-how acquisito nella realizzazione del primo telescopio è stato poi investito al meglio nella costruzione del secondo telescopio MAGIC, inaugurato nel 2009”.

“L'INAF è entrato a far parte della collaborazione MAGIC nel 2007 contribuendo in maniera sostanziale alla realizzazione del secondo telescopio grazie alla fornitura di buona parte degli specchi realizzati con una tecnologia innovativa." dice Angelo Antonelli dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Roma. “Attraverso questa partecipazione la comunità astrofisica italiana è entrata a pieno titolo in questa nuova branca dell'astronomia che è nata poco meno di 30 anni fa e che sta avendo uno sviluppo incredibile grazie anche a MAGIC". "L'astronomia gamma è il vero crocevia tra l'astronomia e la fisica” prosegue Antonio Stamerra, sempre dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Roma e co-spokesperson di MAGIC “perché osservando l'universo a queste energie possiamo penetrare nel cuore dei fenomeni fisici più estremi dell'Universo per indagarne la natura e comprenderne il funzionamento”.

La conferenza scientifica in corso in questi giorni riunisce circa un centinaio di scienziati sia all'interno della collaborazione internazionale MAGIC, composta da 24 istituzioni di 11 Paesi, che da esperimenti e osservatori di tutto il mondo. Gli argomenti affrontati coprono un totale di oltre 30 contributi scientifici distribuiti su otto sessioni, e vanno dai raggi cosmici alla cosmologia, dalle onde gravitazionali ai neutrini per celebrare anche la neonata astronomia multimessaggero. La cerimonia di apertura, aperta al pubblico, è stata preceduta dal seminario "MAGIC: vedere la luce invisibile", tenuto da Juan Cortina dell'Istituto per la fisica alle alte energie di Barcellona, che ha raccontato come i telescopi MAGIC siano in grado di vedere i raggi gamma provenienti dall'universo, e di come lo studio di questa luce riveli un cielo estremo e in continua evoluzione

 

 

ONDE GRAVITAZIONALI: L’ACCADEMIA DEI LINCEI PREMIA GIOVANNI LOSURDO

27 June, 2018 - 17:26

Il premio internazionale “Luigi Tartufari” per la fisica e la chimica, attribuito dalla più antica accademia del mondo, l’Accademia dei Lincei, è stato assegnato quest’anno a Giovanni Losurdo, ricercatore dell’INFN, che ha coordinato il progetto Advanced Virgo, “per il suo importante contributo - come si legge nelle motivazioni del premio - in particolare allo sviluppo dei superattenuatori dell'interferometro, che hanno reso possibile l'osservazione di onde gravitazionali dalla coalescenza di due stelle di neutroni”.

"Sono molto onorato per questo premio - ha commentato Giovanni Losurdo - che vorrei condividere con tutti coloro che, in un grande lavoro di squadra, hanno contribuito al successo di Advanced Virgo. Lo dedico, in particolare, ad Adalberto Giazotto e a Stefano Braccini".

La consegna del premio, che è stato attribuito ex aequo a Losurdo e al chimico Piergiorgio Casavecchia dell’Università di Perugia, è avvenuta nel corso di una cerimonia a Palazzo Corsini a Roma, nella sede dell’Accademia dei Lincei, alla presenza del Presidente della Repubblica Sergio Mattarella e del Presidente della Camera, Roberto Fico.

IL BERKELEY PRIZE 2019 A ELENA APRILE PER I RISULTATI DI XENON1T AI LABORATORI DEL GRAN SASSO

26 June, 2018 - 08:36

Elena Aprile, responsabile internazionale del più sensibile esperimento condotto fino ad oggi per la ricerca diretta di materia oscura, XENON1T ai Laboratori INFN del Gran Sasso, è stata insignita del premio Lancelot M. Berkeley 2019 per il suo meritorio lavoro nel campo dell’astrofisica. “È meraviglioso – ha commentato Elena Aprile alla notizia del riconoscimento che le è stato attribuito – e sono molto onorata di ricevere questo premio”. Elena Aprile, professore di fisica alla Columbia University di New York, è stata premiata per le sue pionieristiche ricerche sulle cosiddette WIMP (Weakly Interactive Massive Particle, ossia particelle massive che interagiscono debolmente), un tipo di particelle che si ipotizza potrebbe comporre la misteriosa materia oscura. Come descritto nell’articolo First Dark Matter Search Results from XENON1T Experiment, pubblicato su Physical Review Letters nel 2017 e già citato da oltre 300 altri lavori scientifici, la collaborazione XENON, che Aprile coordina, è riuscita nell’impresa scientifica e tecnologica di realizzare rilevatori sempre più sensibili alla ricerca dei lampi di luce che le particelle di materia oscura produrrebbero nel caso in cui interagissero con gli atomi dello xenon dell’esperimento.

Come suggerisce il loro nome, le WIMP interagiscono pochissimo, di conseguenza per rivelarle c’è bisogno di esperimenti di grande massa per avere più probabilità di interazione. Con il suo rivelatore di oltre una tonnellata di xenon liquido, XENON1T è attualmente l’esperimento per la ricerca diretta di materia oscura più sensibile al mondo. Il progetto non ha ancora rivelato nessuna particella di materia oscura: questo significa che Aprile e i suoi colleghi stanno riducendo l’intervallo di probabilità di interazione delle particelle di materia oscura, tanto che fisici e astronomi devono iniziare a ripensare la natura della materia oscura, perché le particelle potrebbero essere molto meno interagenti di quanto si pensasse. I risultati raggiunti da XENON1T confermano quindi i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, i più grandi laboratori sotterranei al mondo per la ricerca in fisica astroparticellare, come un’infrastruttura leader a livello mondiale.

Il premio Berkeley viene conferito annualmente, dal 2011, dall'American Astronomical Society (AAS) ed è sostenuto da una sovvenzione del New York Community Trust. Ogni anno i vicepresidenti dell’AAS, in consultazione con il redattore capo delle riviste pubblicate dall’AAS, selezionano il vincitore del premio Berkeley sulla base delle ricerche più meritorie pubblicate nei 12 mesi precedenti. Il vincitore del premio viene anche invitato a tenere la presentazione plenaria di chiusura della conferenza invernale dell’AAS, chiamata il ‘Super Bowl’ dell’astronomia. Elena Aprile terrà il suo discorso di premiazione il 10 gennaio 2019 nel corso della 233° conferenza dell’AAS al Washington State Convention & Trade Center di Seattle.

Elena Aprile è professore di fisica alla Columbia University di New York City. Dopo aver conseguito la laurea in fisica all’Università Federico II di Napoli, ha conseguito il dottorato di ricerca all’Università di Ginevra, in Svizzera. Ha fondato la collaborazione scientifica XENON nel 2002 e da allora è stata la sua portavoce scientifica. Il suo team internazionale comprende più di 165 scienziati e studenti in rappresentanza di 24 nazionalità e 21 istituzioni. Aprile è stata responsabile di oltre 20 grant di ricerca per un valore di quasi 29 milioni di dollari negli ultimi tre decenni e detiene un brevetto insieme al suo ex-studente Danli Chen per una sorgente di luce ultravioletta nel vuoto.

AAS PRESS RELEASE

 

SCIENZA E COMUNICAZIONE: AL VIA LA NONA EDIZIONE DELLA SCUOLA DI GIORNALISMO SCIENTIFICO DI ERICE

25 June, 2018 - 09:44
Parte oggi 25 giugno e si concluderà venerdì 29, la nona edizione della Scuola Internazionale di Giornalismo Scientifico di Erice (EISSJ) che ogni anno offre 35 borse di studio per giovani giornalisti e comunicatori scientifici di tutto il mondo. L’edizione 2018 è dedicata alle nuove sfide e opportunità che dovrà affrontare la fisica fondamentale, “What’s next: Challenges and Opportunities for Tomorrow’s Fundamental Physics”, e come ogni anno si svolgerà a Erice, suggestiva cittadina siciliana sede del Centro Ettore Majorana per la Cultura Scientifica. La scuola estiva del Centro Majorana è realizzata con il supporto del Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e con la collaborazione della testata Le Scienze. Il corso, in lingua inglese, alterna lezioni frontali a laboratori tenuti da personalità di rilievo del mondo scientifico, giornalistico e della comunicazione scientifica, da Marica Branchesi, ricercatrice del GSSI e dell’INFN e tra le 100 persone più influenti del 2017 del “Time”, al giornalista britannico che scrive per “The Guardian” e “The Observer”, Robin McKie. Sarà possibile seguire la scuola anche sui social media con l’hashtag #EriceSJ2018 e sui canali ufficiali Facebook e Twitter, rispettivamente @ISSJC e @EriceSchool.

ADDIO A CARLO BERNARDINI

22 June, 2018 - 09:58

Ci ha lasciati Carlo Bernardini, fisico dell’INFN e professore emerito al Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma. Fisico sperimentale degli acceleratori di particelle, Bernardini è stato protagonista della fisica italiana e della storia dell’INFN, fin da quando, nei primi anni ’60 del secolo scorso, sotto la guida di Bruno Touschek ha contribuito alla realizzazione ai Laboratori Nazionali di Frascati del primo Anello di Accumulazione AdA e del primo sincrotrone.

“Una grande personalità, un grande fisico, un grande intellettuale”, lo ricorda Pierluigi Campana, direttore dei Laboratori INFN di Frascati. “Carlo è stato uno dei padri fondatori dei nostri Laboratori, ha partecipato in prima persona all’avventura di AdA e a tutta la storia gloriosa dei Laboratori di Frascati”. “Comunicatore, educatore, saggista, politico: una mente e uno spirito non comune, che ci mancheranno profondamente”, conclude Campana.

Carlo Bernardini non è stato solo un importante fisico, ma anche un impegnato comunicatore, autore di saggi, lezioni pubbliche e momenti di orientamento per i giovani, durante i quali raccontava, con grande chiarezza e rigore, la fisica, la sua storia e i suoi progressi, e le questioni ancora aperte su cui la natura continua a impegnare i ricercatori di oggi, e nel farlo sapeva trasmettere tutta la passione che lo animava nel suo lavoro di ricerca.

“Carlo Bernardini, al di là del suo grande contributo all’INFN e in particolare ai Laboratori di Frascati, è stato un docente straordinario alla Sapienza, ha appassionato intere generazioni di studenti alla Fisica delle Alte Energie”, ricorda Fernando Ferroni, presidente dell’INFN e professore alla Sapienza. “Ricordo ancora i suoi corsi che ebbi la fortuna di frequentare da studente, e che mi resero chiara sia la bellezza che avrei potuto incontrare sul mio cammino, sia le difficoltà che avrei sicuramente incontrato e che avrebbero richiesto un impegno senza compromessi”. “Un grande professore, uno spirito profondo, un pezzo della storia dell’INFN e dei suoi Laboratori di Frascati”, conclude Ferroni.

Carlo Bernardini era nato nel 1930, a Lecce da dove, al termine degli studi classici, era partito alla volta di Roma. Qui aveva frequentato la facoltà di Fisica alla Sapienza, laureandosi nel 1952, per iniziare poco dopo a lavorare ai Laboratori di Frascati. Entrato nel “gruppo del sincrotrone”, assieme a Bruno Touschek, Giorgio Salvini ed Enrico Persico, ha lavorato alla realizzazione del prototipo del primo collisore materia-antimateria al mondo, AdA, e successivamente dello storico acceleratore dei Laboratori di Frascati, Adone. Ha insegnato prima all’Università degli Studi di Napoli Federico II e poi alla Sapienza Università di Roma, dove è stato anche preside della Facoltà di Scienze. Grande è sempre stato anche l’impegno politico e sociale di Bernardini: tra i fondatori dell’Unione Scienziati per il Disarmo (USPID), è stato per anni fino al 2013 direttore della rivista scientifica e di divulgazione Sapere.

 Intervista a Carlo Bernardini, 2003

 

IL MISTERO DELLA RAGAZZA NASCOSTA NEL DIPINTO “THE PASTON TREASURE”

22 June, 2018 - 08:22

Nascosta in un quadro per quasi quattro secoli e visibile per la prima volta anche grazie a un’immagine ottenuta con uno scanner a raggi X speciale chiamato Landis-X realizzato dai ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Si tratta di una figura femminile dipinta e poi coperta, probabilmente un membro della famiglia raffigurata nel quadro “The Paston Treasure”, importante opera pittorica della storia dell’arte inglese realizzata su commissione di Sir William Paston da un pittore itinerante fiammingo nel XVII secolo. Al dipinto è dedicata una mostra che si inaugurerà il prossimo 23 giugno al Norwich Castle Museum, in Inghilterra, a cui l’opera appartiene e dove si sono svolte le analisi. La scoperta si deve a un team di ricercatori dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN e dell’Istituto per i beni archeologici e monumentali (IBAM) del CNR che, proprio per le grandi dimensioni della tela e la conseguente difficoltà di spostamento, sono volati a Norwich per studiare l’opera in vista del suo restauro. “Nonostante le dimensioni importanti del dipinto, la tecnica di imaging real-time dello scanner mobile LANDIS-X ha permesso di documentare compiutamente l’opera” commenta Claudia Caliri dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN. “Attraverso le immagini delle distribuzioni elementali ottenute durante le misure è stato possibile conoscere la natura dei pigmenti impiegati dall’artista e studiarne il suo processo creativo.” Le analisi I ricercatori hanno fotografato il “The Paston Treasure” con l’innovativo scanner LANDIS-X progettato e sviluppato nel laboratorio di analisi non distruttive (Landis) dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN di cui porta il nome, in sinergia con il CNR; il laboratorio LANDIS fa parte della rete dell’INFN dedicata alle applicazioni per i beni culturali CHNET (Cultural Heritage Network). “LANDIS-X è l’unico sistema mobile di fluorescenza X a scansione ultra-rapida basato su tecnologia real-time, in grado di fornire dal vivo a conservatori e storici dell’arte, le immagini della distribuzione dei pigmenti sulla superficie pittorica ad elevatissima risoluzione (fino a 30 micron)”, afferma Paolo Romano del CNR-IBAM, ideatore dello scanner e responsabile delle misure MA-XRF sul Paston Treasure. “I risultati ottenuti hanno consentito di studiare il processo pittorico dell’artista itinerante olandese e di verificare lo stato di conservazione dell’opera”. La figura nascosta In particolare è stato possibile, per la prima volta, evidenziare i dettagli pittorici (volto, pettinatura e abbigliamento) di una figura femminile, probabilmente un altro membro della famiglia Paston - precedentemente dipinta, ma non visibile nella composizione pittorica finale. La figura si trova in alto a destra in corrispondenza dell’orologio a parete (ricostruzione in allegato). Le immagini fornite dai ricercatori hanno permesso una ricostruzione completa di tutti gli strati pittorici e restituire l’opera alla sua originale composizione. “Queste straordinarie immagini realizzate dai ricercatori italiani ci hanno consentito di ricostruire completamente tutti gli strati pittorici e riportare alla luce la composizione originale. Le immagini evidenziavano i dettagli pittorici di una donna, come il viso, il fatto che portasse un vestito rosso e un’acconciatura dei capelli ornata da foglie decorative” sottolinea Francesca Vanke, Conservatrice e curatrice delle arti decorative al Norwich Castle Museum Ci sono diverse ipotesi sulla donna nascosta nel dipinto, potrebbe ritrarre una persona reale o una figura allegorica o entrambe. Se si trattasse di una persona realmente esistita la candidata più probabile è Lady Margaret Paston, seconda moglie di Sir William Paston il committente del dipinto. La tavolozza dei pigmenti Ma il volto di donna nascosto non è l’unico dettaglio importante emerso dallo studio del dipinto. Le immagini ai raggi X (corrispondenti a 6 milioni di misure effettuate sul dipinto in 16 ore) hanno permesso di identificare la tavolozza dei pigmenti tipica del periodo fiammingo, basata sull’uso di smalto a base di cobalto, resinato di rame, rosso vermiglio, giallo di stagno, orpimento e ocre. L’opera Il dipinto, commissionato da Sir William Paston a un pittore fiammingo itinerante, è uno dei primi esempi nella storia dell’arte inglese a rappresentare l’opulenza e le ricchezze accumulate dalle nobili famiglie terriere del tempo, descrivendone allegoricamente la loro stessa caducità e fugacità. L’opera, una tela a olio di grandi dimensioni (240x 165 cm), è un vero affresco narrativo socio-culturale del diciassettesimo secolo e appartiene alla collezione permanete del britannico Norwich Castle Museum. Il documentario Grazie proprio all’acquisizione di queste immagini è stato realizzato un breve documentario intitolato “The Paston Treasure: Un dipinto come nessun altro” che attraverso un’analisi tecnica e alle immagini fornite dai nostri ricercatori, spiega al pubblico come è stata realizzata l’opera aiutando a risolvere gli affascinanti enigmi e ripensamenti che la mano dell’artista ha disseminato nel quadro. Solo in inglese https://britishart.yale.edu/paston-treasure-painting-no-other

UNA NUOVA FINESTRA WEB SULLA TERZA MISSIONE DELL’INFN: DALL’OUTREACH AL TRASFERIMENTO TECNOLOGICO

21 June, 2018 - 13:20
Due nuovi contenuti web arricchiscono da oggi il sito web dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (www.infn.it), con l’obiettivo di offrire al pubblico una finestra sulle attività di Terza Missione dell’INFN (3M). Sono presentate così, nel loro complesso, le iniziative di diffusione della cultura scientifica acquisita attraverso l’attività di ricerca, e le iniziative specifiche di Trasferimento Tecnologico (TT), riconosciute come preziosa porta d’ingresso per le aziende e i soggetti interessati alle ricadute economiche della ricerca. Due siti web nazionali sinergici, quindi, che il Comitato Nazionale di Trasferimento Tecnologico (CNTT) e il Comitato di Coordinamento della Terza Missione (CC3M) promuovono, non solo come punto di riferimento per il personale coinvolto nella ricerca, ma anche come strumenti di comunicazione per il pubblico esterno all’INFN. In particolare, il sito del Comitato di Terza Missione si propone di diventare un ricco canale di valorizzazione dell’impatto dell’attività di ricerca dell'INFN sulla cultura e sulla società, destinato a diversi soggetti: dal pubblico generico a scuole e università, dagli altri enti di ricerca alle istituzioni impegnate nella produzione e nella promozione della cultura; in tutti i casi, lo scopo è sviluppare occasioni di scambio e di partecipazione. Destinatari della comunicazione attraverso il sito del Trasferimento Tecnologico, sono invece le aziende interessate all'applicazione delle tecnologie, tecniche e know-how sviluppati dall’INFN. Gli interlocutori esistenti e quelli potenzialmente interessanti possono contare da ora su una piattaforma di dati e informazioni sulle principali aree di specializzazione tecnologica dell’INFN, nonché sui brevetti nati dalle attività di ricerca. “Da tempo l’INFN svolge diverse attività di Terza Missione. Il nuovo sito del Comitato di Coordinamento della Terza Missione vuol essere il luogo di condivisione di informazioni per tutti gli interessati, dentro e fuori dall’INFN” è il commento di Giorgio Chiarelli, coordinatore del Comitato per la Terza Missione. “Si tratta di un contributo d’obbligo, non solo come ricercatori ma anche come cittadini, alla crescita della società attraverso la condivisione delle nostre ricerche e le nostre esperienze”. “Il nuovo sito web del TT dell’INFN è stato ideato con una doppia valenza: da un lato rafforzare la comunicazione interna all’INFN, per quanto riguarda le attività di TT, dall’altro, fornire un utile strumento alle aziende interessate a interagire con noi”, commenta Ezio Previtali, Coordinatore del CNTT. “Migliorare la visibilità dell’INFN nel campo dell’innovazione è di fondamentale importanza per valorizzare le competenze e le tecnologie che l’INFN sviluppa partendo dalla proprie attività di ricerca di base.”   Sito della Attività di Terza Missione: https://web.infn.it/C3M/ Sito del Trasferimento Tecnologico: https://web.infn.it/TechTransfer/  

EUCLID AVANTI TUTTA: VERSO LO STUDIO DELL'UNIVERSO OSCURO

14 June, 2018 - 09:50
È stato consegnato oggi allo stabilimento di ThalesAlenia Space a Torino il modello avionico (AVM) dello strumento NISP (Near Infrared SpectroPhotometer) l’“occhio” nell’infrarosso che, insieme a quello nel visibile VIS, permetterà alla missione spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) Euclid di studiare con un livello di accuratezza mai raggiunto prima l’Universo Oscuro. L’obiettivo di Euclid è quello di realizzare una mappa super dettagliata della distribuzione e dell’evoluzione di materia ed energia oscura nell’Universo.  AVM è il primo sistema completamente funzionante dell’elettronica dello strumento NISP e permette di verificare la corretta operatività dello strumento, a partire dai comandi inviati da Terra fino al ricevimento dei dati scientifici, come elaborati dal computer di bordo e dai due software, il tutto ‘made in Italy’. L’Italia, attraverso l’Agenzia Spaziale Italiana ASI, è coinvolta nella missione Euclid sotto molteplici aspetti: sia attraverso la realizzazione di sottosistemi dei due strumenti di bordo, sia con la responsabilità della gestione del Segmento di Terra e della survey, ma anche con ruoli importanti per aspetti tecnici e scientifici della missione. In Euclid sono coinvolti oltre duecento scienziati italiani, appartenenti all'INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), all'INFN e a numerose Università. In Euclid sono coinvolti oltre duecento scienziati italiani, appartenenti all’INAF (principalmente gli Istituti IAPS, OAS Bologna, IASF Milano, e gli Osservatori Astronomici di Bologna, Brera, Padova, Roma, Torino e Trieste), all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (sedi INFN di Bologna, Lecce, Milano, Padova e Roma1) e a numerose Università (in primo luogo l’Università di Bologna e poi Università di Ferrara, Roma La Sapienza, Università Roma 3, Università di Tor Vergata, Università di Trieste, SISSA, CISAS dell’Università di Padova). “E’ un onore aver completato in Italia con successo i primi test che dimostrano il corretto funzionamento dello strumento NISP e avere la responsabilità della consegna del modello a ESA” commenta Luca Valenziano, dell’Istituto nazionale di astrofisica, responsabile del contributo italiano e operation manager dello strumento NISP. “Un successo di tutto il team italiano impegnato sugli strumenti di Euclid, in vista dei prossimi impegni sul modello di volo a partire dai prossimi mesi”. “C’è grande soddisfazione – commentano Gabriele Sirri e Stefano Dusini, coordinatori rispettivamente dei gruppi INFN di Bologna e di Padova, che partecipano a Euclid e all’assemblaggio del modello AVM di NISP – per il lavoro fatto e per aver contributo alla realizzazione di un componente di alta tecnologia per un progetto di eccellenza della fisica spaziale". "Questo è stato possibile grazie alle competenze interne dell’INFN che, come sapevamo, si sono rivelate all’altezza del difficile e innovativo compito”, concludono i due coordinatori. I test si sono conclusi con successo e l’ESA ha dato il consenso alla consegna del primo modello funzionale alla Thales Alenia Space di Torino, responsabile della realizzazione del satellite Euclid, che lo utilizzerà per la verifica delle comunicazioni tra il satellite stesso e lo strumento NISP. “La realizzazione della missione Euclid è in questo periodo uno dei maggiori impegni dell’ASI nel campo dell’Osservazione dell’Universo” dicono Elisabetta Tommasi e Mario Salatti, responsabili per ASI della partecipazione italiana alla missione. “Il raggiungimento di questo traguardo intermedio è frutto di una stretta ed efficace collaborazione tra il team scientifico e l’industria italiana OHB Italia, finanziati e coordinati dall’Agenzia” aggiungono.

CUPID-0 SULLE TRACCE DEL DECADIMENTO PIÙ LENTO DELL’UNIVERSO

6 June, 2018 - 09:11

L’esperimento CUPID-0 (CUORE Upgrade with Particle IDentification) installato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha pubblicato su Physical Review Letters i suoi primi risultati. A circa un anno dall’inizio della presa dati, cominciata nel marzo 2017, gli scienziati della collaborazione CUPID-0 hanno ottenuto un nuovo limite per il decadimento doppio beta senza neutrini in un isotopo del selenio. Il nuovo limite è circa dieci volte superiore al precedente. CUPID-0 sta testando calorimetri scintillanti (bolometri) basati su cristalli di seleniuro di zinco, sviluppati grazie al finanziamento dello European Research Council (ERC, Advanced Grant) del progetto LUCIFER (Low-background Underground Cryogenic Installation for Elusive Rates), vinto nel 2009 da Fernando Ferroni, attuale presidente dell’INFN.Questa tecnologia sarà poi impiegata nel futuro progetto CUPID, un grande esperimento di terza generazione che verrà costruito ai LNGS nella prossima decade. Cupid-0 studia il decadimento doppio beta senza neutrini, un fenomeno rarissimo che, se rivelato, implicherebbe che neutrino e antineutrino sono particelle di Majorana, cioè che particella e antiparticella coincidono.

“Cercare di dimostrare l’ipotesi di Majorana sulla natura del neutrino che forse ci potrebbe aiutare a comprendere il mistero della scomparsa dell’antimateria è un’impresa di una difficoltà straordinaria. CUPID-0 apre una prospettiva realistica per un futuro esperimento che possa avere una possibilità di successo” sottolinea Fernando Ferroni, presidente dell’INFN.

“Il grande sforzo della collaborazione è iniziato nel 2010 con il grant europeo LUCIFER e oggi viene ampiamente ripagato da questi risultati scientifici. Ringrazio quindi tutti i colleghi che negli anni hanno contribuito a costruire questo successo e i LNGS per il continuo supporto offerto”, commenta lo spokesperson Stefano Pirro (LNGS).

“I bolometri per la ricerca del doppio beta, dopo 30 anni di sviluppo e il successo di CUORE, entrano con CUPID-0 in una nuova fase” aggiunge Ezio Previtali, responsabile nazionale dell’esperimento. Siamo orgogliosi perché è l’INFN ad aver ideato questa nuova classe di rivelatori e ad averli portati fino allo sviluppo attuale” conclude Previtali.

In CUPID-0 sono coinvolte le sezioni dell’INFN di Genova, Roma1, Milano Bicocca e i Laboratori Nazionali di Legnaro e del Gran Sasso che ospitano l’esperimento.

 

Da LUCIFER A CUPID

Il progetto CUPID (CUORE Upgrade with Particle IDentification) nasce con lo scopo di realizzare un rivelatore bolometrico innovativo in grado di lavorare in condizioni di radiopurezza estrema, utilizzando l’infrastruttura di CUORE.

CUPID-0 è il primo prototipo che, in vista del futuro CUPID, sta testando calorimetri scintillanti basati su cristalli di seleniuro di zinco. Costruito tra il 2015 ed il 2016 ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, CUPID-0 ha iniziato a raccogliere dati nel marzo 2017 mostrando un continuo miglioramento delle prestazioni sperimentali. CUPID-0 è il primo esperimento per la ricerca del doppio decadimento beta, realizzato con bolometri arricchiti isotopicamente e scintillanti, in grado di raggiungere una sensibilità comparabile a quella degli attuali esperimenti. L’esperimento consente di misurare sia il calore sia la luce all’interno del cristallo. Combinando le due misure si riesce a identificare e distinguere i decadimenti alfa dai decadimenti beta con altissima precisione. Attualmente si stanno sperimentando differenti tecniche per individuare quella più promettente per un esperimento di nuova generazione. Un altro cristallo scintillante, il molibdato di litio, studiato per la prima volta all’interno della collaborazione LUCIFER è stato utilizzato per realizzare un secondo prototipo, che entro l’estate inizierà la presa dati nei Laboratori Sotterranei di Modane in Francia. Anche quest’ultimo progetto vede un forte coinvolgimento dell’INFN.

C’È GRANDE AFFINITÀ TRA IL BOSONE DI HIGGS E IL QUARK TOP

5 June, 2018 - 05:50

Era una sfida aperta da parecchio tempo: osservare con precisione l’interazione del bosone di Higgs con il quark top, la più pesante delle particelle elementari conosciute, caratterizzata da una massa paragonabile a quella di un atomo d’oro. Ma fino ad oggi le uniche misure sufficientemente significative erano indirette. Ora, gli esperimenti ATLAS e CMS all’acceleratore LHC del CERN annunciano che finalmente hanno osservato il bosone di Higgs interagire direttamente con una coppia di quark top e antiquark top. Si è, così, misurato il processo di produzione, chiamato “ttH”, di un bosone di Higgs in associazione con una coppia top-antitop. Il risultato è stato presentato lunedì 4 giugno nel corso della conferenza internazionale LHCP organizzata dall’INFN e dal CERN per la prima volta in Italia, a Bologna, e che vede riuniti oltre 400 fisici da tutto il mondo.
I risultati della collaborazione CMS, con una significatività statistica per la prima volta superiore a 5 deviazioni standard (vale a dire 5 sigma, che è considerato lo standard per la conferma di un’osservazione), sono stati sottomessi per la pubblicazione l’8 aprile e ora pubblicati sulla rivista Physical Review Letters (PRL). ATLAS ha incluso nuovi dati rispetto alle sue precedenti analisi, che avevano già dato indicazione del segnale, e sottomesso per la pubblicazione un risultato indipendente e consistente con significatività statistica di 6,3 sigma. Queste misure, coerenti con il Modello Standard delle particelle elementari avviano un nuovo canale di studio per il bosone di Higgs. La potenzialità di LHC nel misurare con precisione i processi previsti dalla teoria apre nuove strade per scoprire canali di fisica inesplorati.
La frequenza degli eventi ttH varia con la forza dell'interazione, vale a dire dell’accoppiamento tra il bosone di Higgs e i quark top, e la sua misura consente di dedurre il valore di questo accoppiamento. Misurare il processo di produzione ttH è, però, molto difficile perché è raro: solo l’1% dei bosoni di Higgs viene prodotto in associazione con due quark top e, inoltre, il bosone di Higgs e i quark top decadono in altre particelle in molti modi complessi. Usando i dati delle collisioni protone-protone raccolte all’energia di 7, 8 e 13 TeV, i gruppi di ATLAS e CMS hanno eseguito diverse ricerche indipendenti per la produzione di ttH, ciascuna indirizzata a diversi modi di decadimento del bosone di Higgs (in bosoni W, bosoni Z, fotoni, leptoni tau e getti da quark bottom). Per massimizzare la sensibilità al segnale ttH, ogni esperimento ha quindi combinato i risultati di tutte le sue ricerche. Giovani ricercatori dell’INFN che sono parte dei gruppi di ATLAS e CMS hanno avuto un ruolo rilevante nell’analisi dei dati che ha condotto alla scoperta, e sono stati co-responsabili della stesura dei due articoli scientifici.
“Grazie alle sofisticate tecniche di analisi dei dati sviluppate dagli sperimentatori e allo straordinario funzionamento di LHC – sottolinea Lorenzo Bianchini, editor dell’articolo di CMS apparso recentemente su PRL – abbiamo ottenuto un risultato ben al di là delle previsioni fatte all’inizio della presa dati”. “Questa osservazione – spiega Michele Pinamonti, co-editore di uno dei lavori che hanno portato al risultato finale di ATLAS – è sicuramente un successo dell’intera collaborazione: non sarebbe stata possibile, infatti, senza la cooperazione e il confronto tra i vari gruppi di analisi e tra i diversi istituti: un grande lavoro di squadra che ha portato a questo bel risultato”.
L’insieme degli innumerevoli risultati prodotti da ATLAS e CMS a LHC, illustrati e discussi con i fisici teorici durante la conferenza in corso, rappresenta un grande passo avanti nella nostra conoscenza delle proprietà del bosone di Higgs. Nei prossimi anni, i due esperimenti raccoglieranno molti più dati per verificare se sarà proprio il bosone di Higgs ad aprirci le porte della nuova fisica oltre il Modello Standard.