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UNA NUOVA LUCE SULLA STRUTTURA DEL CARBONIO, FONDAMENTO DELLA VITA

20 November, 2017 - 11:51

Come abbia avuto origine nel nostro universo la vita, con tutta la sua complessità, a partire da un elemento chimico relativamente semplice come il carbonio è sicuramente una delle domande più affascinanti cui la scienza cerca una risposta. Un contributo importante alla soluzione di questo enigma può essere fornito dalla maggiore comprensione di come il carbonio si formi dentro le stelle.

Ora, una nuova misura di altissima precisione, realizzata ai Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN con l’acceleratore Tandem van de Graaf, ha permesso di fare luce sulla formazione e sulle proprietà della base fondamentale della vita, il nucleo di carbonio-12 (12C). Il lavoro, frutto della collaborazione delle Sezioni INFN di Napoli e Catania, dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN, delle Università di Napoli Federico II, Paris-Saclay, Catania, Enna e UNAM, è stato pubblicato su Physical Review Letters come Editors’ Suggestion ed è accompagnato da un articolo di viewpoint sulla rivista Physics della American Physical Society.

Il carbonio-12 viene sintetizzato nelle stelle mediante la fusione di tre nuclei di elio-4 (particelle alfa). Questo processo è reso possibile da un particolare stato eccitato del carbonio-12 detto “stato di Hoyle”, in onore dell’illustre fisico Fred Hoyle che nel 1953 per primo ne teorizzò l’esistenza. Per svelare i segreti di questo stato, anziché cercare di ricostruirne il processo di formazione, si può percorrere la strada inversa: studiare come il nucleo di carbonio-12 nello stato di Hoyle decade in tre particelle alfa. Tale processo di decadimento può avvenire in due passaggi (sequenziale) o in un singolo passaggio (diretto). Lo studio della competizione tra questi due processi permette di far luce sulla struttura del carbonio-12, profondamente diversa rispetto agli altri nuclei. Nel nuovo esperimento i ricercatori hanno investigato con una precisione mai raggiunta fino ad oggi la possibile esistenza del più raro dei due modi di decadimento: il decadimento diretto dello stato di Hoyle. Il limite superiore del rapporto tra la probabilità di osservare un decadimento diretto rispetto a un decadimento sequenziale è stato abbassato di circa un fattore cinque rispetto alla letteratura corrente.

La competizione tra processi diretti e sequenziali nella formazione del carbonio ha anche un pesante risvolto in astrofisica. Mentre nelle giganti rosse il processo sequenziale descrive benissimo la nucleosintesi del carbonio, negli scenari astrofisici a più bassa temperatura questa ipotesi cessa di essere valida, e la presenza di processi diretti può aumentare enormemente la probabilità di formazione del carbonio rispetto a un processo puramente sequenziale. Alcuni esempi sono rappresentati dai sistemi binari di stelle contenenti una nana bianca o una stella di neutroni in accrescimento.  
         
“Questa misura, particolarmente complessa per la rarità del processo di emissione diretta, - spiega Ivano Lombardo, ricercatore INFN della Sezione di Catania - è stata realizzata grazie a una raffinata tecnica sperimentale, che ha raggiunto i limiti della spettroscopia tradizionale con particelle cariche, e che ha sfruttato l’elevatissima qualità dei fasci di particelle prodotti con l’acceleratore Tandem dei Laboratori Nazionali del Sud”. “Raggiungere questo livello di precisione permette di fornire ai fisici teorici informazioni cruciali per comprendere in pieno la complessità e le simmetrie che governano la struttura dei nuclei leggeri”, conclude Lombardo.

“Il risultato – sottolinea Daniele Dell’Aquila delle Università di Napoli Federico II e di Paris-Saclay, “è in eccellente accordo con quanto ottenuto da una misura parallela realizzata all’Università di Birmingham, e costituisce un importante fondamento sperimentale per stimare gli effetti del processo di produzione del carbonio-12 tramite la fusione di tre particelle alfa in ambienti stellari a bassa temperatura, dove i processi diretti possono giocare un ruolo determinante nello scatenare fenomeni esplosivi”, conclude Dell’Aquila.

 

In foto l'acceleratore Tandem van de Graaf dei Laboratori INFN del Sud

ADDIO AD ADALBERTO GIAZOTTO, PAPÀ DI VIRGO

16 November, 2017 - 11:43

Ci ha lasciati Adalberto Giazotto, uomo e scienziato tenace, visionario e lungimirante. Il suo nome è saldamente legato alla fisica delle onde gravitazionali, le increspature dello spaziotempo predette da Albert Einstein un secolo fa nella teoria della Relatività Generale. Adalberto Giazotto, ricercatore dell’INFN, ex collaboratore di Edoardo Amaldi, assieme ad Alain Brillet era il padre dell’interferometro Virgo, l’esperimento per lo studio delle onde gravitazionali realizzato in Italia da INFN e CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) francese, che assieme ai due interferometri LIGO negli Stati Uniti è stato protagonista delle più recenti scoperte che hanno emozionato non solo la comunità scientifica ma anche il grande pubblico. È stata di Adalberto l’idea di costruire un interferometro nella campagna pisana. Sua l’idea dei superattenuatori di Virgo, una catena di pendoli altamente tecnologica che consente di isolare efficacemente gli specchi dell’esperimento dai movimenti che turberebbero i segnali. Sua l’idea di andare a cercare le onde gravitazionali alle basse frequenze, idea implementata prima da Virgo e successivamente da LIGO: e proprio là sono state effettivamente osservate. Sua l’idea di costituire una rete globale di interferometri assieme ai due LIGO, di creare una sola grande collaborazione scientifica, idea che si è rivelata la chiave del successo nella caccia alle onde gravitazionali.

"Adalberto se ne è andato poco dopo che la sua tenacia aveva permesso di trasformare il suo sogno in realtà, portandolo a un passo da un premio Nobel che avrebbe meritato”, commenta Fernando Ferroni, presidente dell’INFN. “Le persone come Adalberto sono in grado di trasformare la storia della scienza: lui ha creduto che la rivelazione delle onde gravitazionali fosse una domanda che doveva e poteva avere una risposta, mentre altri consideravano una pazzia imbarcarsi in questa impresa. La sua storia racconta di come la scienza sia capace di trascinarti perché ti comanda di fare delle cose, come testimoniano le sue parole ‘Virgo è un’impresa unica e doveva compiersi fino in fondo, perché quello era il suo destino. Non poteva essere altrimenti: Virgo era ed è l’esperimento più bello del mondo’. Pochi si mettono in gioco al livello in cui lo ha fatto Adalberto. Virgo è stato il trionfo della sua troppo breve vita, e l’INFN lo ricorderà per sempre tra quelli che saranno un esempio per chi verrà", conclude Ferroni.

"Adalberto, oltre alle usuali doti che caratterizzano i migliori scienziati - intelligenza, curiosità, apertura mentale, spirito di collaborazione - possedeva un talento che è più raro trovare anche nel nostro ambiente: la visione di un grande progetto, una visione così potente, ancor più direi prepotente, che diviene il sogno perseguito con straordinaria tenacia e dedizione per tutta la vita passata nella ricerca", è il ricodo di Antonio masiero, vicepresidente dell'INFN e membro del Council di Virgo. "Ha avuto la gioia di vedere il suo sogno realizzato, purtroppo non la fortuna di poterne gustare le implicazioni presenti e ancor più quelle future dell'astronomia gravitazionale". 

"Fisico dotato di immaginazione fervida e originalissima, maestro, amico, collega, ispiratore, guida tenace, riferimento certo per i problemi duri, molte sono le definizioni che vengono in mente a chi ha conosciuto Adalberto negli anni della sua avventura, Virgo. I suoi meriti nella caccia alle onde gravitazionali sono ben incisi nel libro della storia della fisica", commenta Federico Ferrini, direttore dello European Gravitational Observatory EGO, che ospita e conduce Virgo. "Mi rimarrà per sempre il ricordo dell’uomo elegante, colto, pieno di passione e ironia, con il quale il dialogo non era mai banale, qualunque argomento si sfiorasse, sempre partendo dalla scienza, ma con percorsi imprevedibili a volte, ricco di mille sfaccettature come i suoi meravigliosi e amatissimi cristalli", conclude Ferrini.

"Se ne è andato un grande scienziato e uno straordinario maestro. A noi che siamo stati suoi studenti ha insegnato a guardare sempre oltre", ricorda Giovanni Losurdo, project leader di Advanced Virgo. "Ci ha mostrato come spostare le montagne per inseguire la bellezza di un’idea. Era un entusiasta, affascinato dai misteri della natura e dalla capacità dell’uomo di fare cose straordinarie, dalle equazioni di Einstein alla musica di Beethoven. Oggi, accanto alla tristezza, proviamo un sentimento di profonda gratitudine per quest’uomo fuori dal comune. Continueremo, per quanto possibile, a portare avanti il suo progetto, con tutta la passione che ci ha saputo trasmettere", conclude Losurdo.

"Adalberto conosceva tanta fisica, e ne parlava con una passione e una energia che ho trovato in pochi altri colleghi", lo ricorda Gianluca Gemme, che coordina la comunità italiana INFN impegnata nell'esperimento Virgo. "Lascia una eredità straordinaria: Virgo, una infrastruttura di ricerca all’avanguardia, e tanti, giovani e meno giovani, che dopo essere stati suoi studenti ne continuano l’opera nei laboratori delle maggiori istituzioni scientifiche del mondo".

"Rivedo le tappe che hanno portato Virgo da idea di esperimento a realtà funzionante, le decisioni prese, le strade tenacemente perseguite e talvolta abbandonate per una via migliore, l’attenzione costante ai dettagli, nella consapevolezza che tutto fosse cruciale per il buon funzionamento dell’interferometro", ricorda Francesco Fidecaro che è stato a capo di Virgo. "Adalberto ha guidato il processo con grande lucidità, sempre un passo avanti nel risolvere e migliorare, mantenendo al contempo costante attenzione per gli obiettivi scientifici. Ha visto i primi straordinari risultati della sua opera. E’ stata una impresa magnifica, che ha unito gli interferometri, come lui voleva, cui si sono aggiunti tutti gli strumenti inventati per scrutare il cielo. Proseguiremo con convinzione l’opera, grati ad Adalberto per tutto quello che ha fatto", conclude Fidecaro.

 

LA NASCITA DELL'INTERFEROMETRO VIRGO NEL RACCONTO DEL SUO IDEATORE

 

LA NASCITA DELL’INTERFEROMETRO PER LE ONDE GRAVITAZIONALI NEL RACCONTO DEL SUO IDEATORE

16 November, 2017 - 10:20

Intervista ad Adalberto Giazotto, ricercatore INFN, padre di Virgo

di Davide Patitucci, Febbraio 2016

Il suo nome è saldamente legato alla fisica delle onde gravitazionali, le increspature dello spaziotempo predette da Albert Einstein un secolo fa nella teoria della Relatività Generale. Adalberto Giazotto, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ex collaboratore di Edoardo Amaldi, è uno dei padri dell’esperimento VIRGO, realizzato a Càscina, nella campagna pisana da INFN e CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) francese. Gli abbiamo chiesto di raccontarci come nasce l'idea di VIRGO. E di descriverci le sue sensazioni dopo la notizia della scoperta delle onde gravitazionali, che il fisico INFN ha inseguito per decenni nel corso della sua carriera.

Come sta vivendo i giorni dell'annuncio della scoperta delle onde gravitazionali?

Con grande gioia, anche se un po' da spettatore. Sono molto contento di questo risultato, che rappresenta il coronamento di una linea di ricerca che avevamo iniziato noi di VIRGO decine di anni fa, puntando sulle basse frequenze.

Lei è considerato il papà di VIRGO.

Siamo stati i primi a dire che era necessario costruire un rivelatore capace di osservare onde gravitazionali anche di bassa frequenza. È stato il più grosso avanzamento nella tecnologia degli interferometri da quando si sono iniziati a realizzare questi rivelatori, negli anni '80. VIRGO, approvato definitivamente nel 1993, è stato, infatti, il primo rivelatore al mondo capace di scendere alle basse frequenze, cui hanno fatto seguito il progetto americano Advanced LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) e il progetto KAGRA, in corso di realizzazione in Giappone.

Quali sono state le ragioni di questa scelta?

Il target delle basse frequenze era dettato dagli studi teorici sulla struttura dei sistemi binari di stelle di neutroni e di buchi neri come potentissimi emettitori di onde gravitazionali. Inoltre, i segnaliradioastronomici delle pulsar - stelle di neutroni rotanti - mostravano l'esistenza di una popolazione di stelle relativamente numerosa, capace di emettere onde gravitazionali periodiche a frequenze maggiori di 10 Hz. A quel tempo, la frequenza minima dei segnali di onde gravitazionali rivelabili dalle antenne esistenti era circa 100 Hz e, quindi, molto maggiore di quella necessaria a catturare fenomeni astrofisici come quelli descritti sopra.

Come nasce l'idea di VIRGO?

Da una passeggiata con Alain Brillet, del CNRS, attorno alla fontana della Minerva nei cortili della Sapienza, a Roma. Erano i primi anni '80, e nell'ateneo romano si svolgeva un congresso sulla Relatività Generale. È in quell'occasione che, insieme al collega francese, decidemmo di avviare una collaborazione per la costruzione di VIRGO. Ma l'interferometro non sarebbe mai nato senza IRAS (Interferometro per la Riduzione Attiva del Sisma), che può essere considerato uno deiprogenitori di VIRGO. Nel 1987, infatti, abbiamo dimostrato che era possibile attenuare il rumore sismico, che impediva di scendere alle basse frequenze e, anche in funzione di questo risultato, l'Italia ha approvato l'esperimento VIRGO.

A generare le onde gravitazionali osservate dalla collaborazione LIGO/VIRGO è stata la fusione di due buchi neri: la sorprende?

No, non sono sorpreso che sia questa la sorgente. Pensando anni fa alla realizzazione di VIRGO avevo scelto di puntare su segnali periodici delle pulsar e su quelli, quasi periodici, emessi dai sistemi di stelle binarie coalescenti di neutroni e di buchi neri. Tutto ciò, allo scopo di avere a disposizione un segnale che dura almeno qualche secondo, e non qualche millisecondo come quelli emessi dalle esplosioni di supernovae. L'ideale, da questo punto di vista, sarebbero state le pulsar, il cui segnale è rigorosamente periodico e dura da sempre nel tempo. Purtroppo, tutte quelle che abbiamo provato a osservare non ci hanno dato alcun segnale. La Natura avrebbe potuto farci un piccolo regalo, facendoci vedere le onde gravitazionali diversi anni prima. Ma così non è stato. Einstein ne aveva predetto l'esistenza circa un secolo fa.

Perché ci è voluto così tanto per la prima osservazione diretta?

La ragione è che questi segnali sono debolissimi ed è, quindi, estremamente difficile catturarli. Basti pensare che advanced VIRGO sarà in grado di misurare, a partire dalla seconda metà del 2016, variazioni di lunghezza dei bracci, dovute al passaggio di un'onda gravitazionale, un miliardo di volte più piccole del diametro di un atomo d'idrogeno.

Pensa che l'osservazione delle onde gravitazionali diventerà d'ora in poi comune?

Credo di sì. La collaborazione LIGO/VIRGO, in fondo, ha visto due segnali a breve distanza di tempo l'uno dall'altro. In futuro, potremmo riuscire a vederne molti di più l'anno

Comprese quelle primordiali emesse subito dopo il Big Bang?

In questo caso l'osservazione è infinitamente più difficile. Ma, se dovessimo riuscire a catturare le onde gravitazionali primordiali, sarebbe un risultato molto importante. Questi segnali sono, infatti, gli unici che possono raccontarci direttamente come appariva l'universo nei suoi primi istanti di vita, in prossimità del cosiddetto tempo di Planck (10-43 sec dopo il Big Bang), ma sono estremamente piccoli in intensità rispetto a quelli che possiamo vedere attualmente con VIRGO e LIGO.

 

NELLA VITA DI ADALBERTO GIAZOTTO, PADRE DI VIRGO. Il racconto di un inseguimento lungo un secolo

Una vita alla ricerca della bellezza e della simmetria della Natura. Nelle forme geometriche di minerali e cristalli, collezionati sin da bambino, o nei più lontani recessi del cosmo. Il suo nome è legato a doppio filo alla fisica delle onde gravitazionali, le increspature dello spaziotempo predette da Albert Einstein un secolo fa nella teoria della Relatività Generale. Adalberto Giazotto, ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ex collaboratore di Edoardo Amaldi, è uno dei padri dell’esperimento VIRGO. Sua l’idea di costruire a Càscina, nella campagna pisana, un gigantesco rivelatore formato da due bracci perpendicolari di 3 km ciascuno, per dare la caccia alle onde gravitazionali, messaggeri cosmici che raccontano dei fenomeni più violenti dell’universo, come collisioni di buchi neri o esplosioni di supernovae.

Originario di Genova, per più di trent’anni Giazotto si è dedicato a questo settore della fisica di frontiera. Figlio del musicologo Remo Giazotto, compositore dell’adagio per archi e organo noto come “adagio di Albinoni”, anche lui si mette in qualche modo in cerca delle proprie note, studiando le onde gravitazionali, echi di fenomeni cosmici che viaggiano per milioni di anni alla velocità della luce. E lo fa con la stessa pazienza e curiosità con cui, sin da bambino, costruisce radio e cataloga centinaia di esemplari di cristalli originari delle miniere esaurite di tutto il mondo, dal Sudafrica al Brasile, dall’Afghanistan alla Cina, dalle Alpi alla Sicilia.

È il 1981 quando Giazotto, dopo la laurea alla Sapienza Università di Roma del 1964, e un periodo di ricerca nel campo della fisica delle particelle - prima al sincrotrone dei Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN, e in seguito all’elettrosincrotrone di Daresbury, nel Regno Unito, e al CERN di Ginevra -, inizia a interessarsi alla fisica delle onde gravitazionali. Alcuni anni dopo, a margine di un congresso sulla Relatività Generale organizzato dalla Sapienza, mentre passeggia attorno alla fontana della Minerva nei cortili dell’ateneo romano con Alain Brillet, del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), decide insieme al collega francese di avviare una collaborazione per la costruzione di Virgo, un rivelatore di onde gravitazionali basato sul principio dell’interferometria laser. L’obiettivo scientifico di Giazotto era costruire un rivelatore capace di osservare onde gravitazionali anche di bassa frequenza. Questo target era dettato dagli studi teorici sulla struttura dei sistemi binari di stelle di neutroni e di buchi neri come potentissimi emettitori di onde gravitazionali. Inoltre, i segnali radiastronomici delle Pulsar (stelle di neutroni rotanti) facevano vedere che esiste una popolazione relativamente numerosa capace di emettere onde gravitazionali a frequenze maggiori di 10 Hz. Virgo, approvato definitivamente nel 1993, è stato, quindi, il primo rivelatore al mondo capace di scendere alle basse frequenze, cui hanno fatto seguito, con questa caratteristica, il progetto americano LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) e il progetto giapponese KAGRA.

Giazotto lo guida per dodici anni, in alternanza con Alain Brillet, dapprima come project leader, fino alla sua inaugurazione, avvenuta nel 2003, e poi come spokesperson, nel corso dei primi tre anni di attività di Virgo. Oggi il rivelatore pisano è una delle più importanti infrastrutture scientifiche del mondo. Gli oltre 200 ricercatori che ne fanno parte - circa la metà dei quali INFN -, provenienti da venti laboratori di sei Paesi europei: Italia, Francia, Olanda, Polonia, Spagna e Ungheria, hanno contribuito, insieme ai colleghi americani di LIGO, alla prima osservazione diretta delle onde gravitazionali, dopo un inseguimento durato un secolo e finalmente nel 2017 si corona il sogno di Adalberto: la prima rivelazione da parte di Virgo e la straordinaria osservazione delle onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due stelle di neutroni che apre la nuova era dell'astronomia multimessaggero e segna l'inizio di una nuova frotinera dell'esplorazione dell'universo.

 

 

ULTIMATA LA SORGENTE DI PROTONI PER ESS

9 November, 2017 - 15:28

È stata completata, ai Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN, la costruzione della sorgente di protoni e della linea di trasporto del fascio ionico per la grande Infrastruttura di Ricerca Europea European Spallation Source (ESS), in costruzione a Lund in Svezia.  Una volta operativa, ESS sarà la più potente sorgente di neutroni al mondo dedicata a ricerche multidisciplinari: dalle scienze della vita, all’energia, dalle tecnologie per l’ambiente e i beni culturali, alla fisica fondamentale.  ESS rappresenta a livello internazionale uno dei progetti di ricerca a più alto investimento economico ed è sostenuto dalla partecipazione di 17 paesi europei tra cui l’Italia attraverso l’INFN, il Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR ed Elettra Sincrotrone Trieste

“Questo è un momento importante per i LNS”, commenta Giacomo Cuttone, direttore dei LNS “abbiamo fortemente voluto partecipare e guidare la collaborazione INFN a ESS. La realizzazione della sorgente e della linea di trasporto sono il segno tangibile dell’eccellenza internazionale ormai conseguita dai nostri laboratori nel campo degli acceleratori. Un fondamentale lavoro di squadra che ha permesso il raggiungimento di questo importante risultato”.

“I risultati ottenuti con l'iniettore della European Spallation Source superano nettamente le specifiche di progetto e tutto è stato realizzato nei tempi previsti e nel pieno rispetto del budget concordato” dichiara  Santo Gammino coordinatore di ESS per l’Italia. “Inoltre è importante sottolineare la crescita delle aziende italiane che hanno partecipato a questa avventura scientifica, simbolo di una Nazione che sul piano dell'innovazione non ha nulla da invidiare al resto d'Europa” conclude Gammino.

sito web: https://europeanspallationsource.se/

BABAR METTE ALLE CORDE IL FOTONE OSCURO

8 November, 2017 - 14:56

Il fotone oscuro è una particella ipotetica, simile al fotone delle onde elettromagnetiche ma con una piccola massa, prevista da alcuni recenti modelli teorici che descrivono la materia oscura. I fisici di tutto il mondo stanno cercando di capire se esiste e dove cercarlo e da oggi, grazie ai nuovi risultati dell’esperimento BaBar, hanno nuove e importanti indicazioni per restringere il terreno di caccia. BaBar è un esperimento internazionale che si trova allo Stanford Linear Accelerator (Slac) in California, negli USA, a cui l’Italia, con l’INFN, ha un ruolo di primo piano con la costruzione del magnete e di componenti fondamentali del rivelatore: il rivelatore di vertice e il rivelatore di muoni. L’acceleratore è stato in funzione dal 1999 al 2008 e l’ultimo anno di presa dati è stato dedicato proprio alla ricerca del fotone oscuro. Dall’analisi dati emergono ora importanti informazioni che escludono possibili “nascondigli” di questa ipotetica particella restringendo significativamente il campo di indagine. I risultati sono pubblicati sulla rivista Physical Review Letters. “Pur non escludendo l’esistenza del fotone oscuro, i risultati di BaBar limitano i possibili nascondigli di questa particella e escludono definitivamente la possibile spiegazione per un altro intrigante mistero associato alle proprietà di un’altra particella, il muone” commenta Micheal Roney, portavoce dell’esperimento BaBar, professore all’Università di Victoria (CA). Alla ricerca del fotone oscuro l’INFN partecipa con un nuovo esperimento che si chiamerà PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment) ed entrerà in funzione ai Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN in una nuova sala sperimentale della struttura di test dell’acceleratore lineare, la BTF Beam Test Facility (BTF). L’esperimento è il frutto di una collaborazione internazionale che coinvolge ricercatori della Cornell University e del College of William and Mary (USA), dell’istituto MTA Atomki di Debrecen, Ungheria, e dell’Università di Sofia, in Bulgaria (Credit immagine: Slac).

 

Leggi il focus su PADME http://home.infn.it/newsletter-eu/pdf/NEWSLETTER_INFN_26_italiano_pag11.pdf

L’UE INVESTE NEL PROGETTO EUROEXA PER I SUPERCOMPUTER EUROPEI EXASCALE

24 October, 2017 - 13:32

Un primo prototipo per un’infrastruttura di supercalcolo tutta europea, sia per design sia per tecnologia. È l’obiettivo di EuroExa, progetto finanziato con 20 milioni di euro nell’ambito del programma di ricerca H2020, e appena lanciato dalle sedici istituzioni europee che vi partecipano, tra cui l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) in l’Italia. Le istituzioni del consorzio EuroExa si sono incontrate al Supercomputer Centre di Barcellona per sancire l'inizio del progetto EuroEXA e segnare, nel contempo, la loro partecipazione allo sviluppo  di dimostratori di sistemi di calcolo paralleli scalabili fino all’ExaFlops, capaci cioè di eseguire un miliardo di miliardi di operazioni aritmetiche al secondo. “EuroExa – sottolinea Piero Vicini, responsabile del progetto per l’INFN – si inserisce in un ciclo della durata di almeno 5 anni, con il quale l'Europa ambisce ad acquistare un ruolo più importante nel mercato globale delle tecnologie correlate al supercalcolo”. “La sfida - prosegue Vicini – è ambiziosa: una tecnologia ‘made in Europe’ alla base di processori, acceleratori, network e meccanica d’integrazione che permetta di esprimere potenze di calcolo caratterizzate da cifre a 18 zeri, e competere a livello mondiale con i principali fornitori di sistemi di supercalcolo asiatici e americani”. La crescente rilevanza del High Performance Computing (HPC) è stata recentemente ribadita dalla firma di una dichiarazione a sostegno delle infrastrutture di calcolo e dati di prossima generazione da parte dei Ministri di nove Paesi europei (Francia, Germania, Italia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Portogallo, Spagna, Belgio e Slovenia). Il finanziamento di 20 milioni di euro per EuroEXA, nell’arco di 42 mesi, servirà allo sviluppo e all'implementazione di un sistema di elaborazione basato sulla tecnologia ARM con acceleratori computazionali implementati su FPGA Xilinx Ultrascale+ di nuova generazione. “EuroExa – ricorda Giuliano Taffoni, responsabile del progetto per l’INAF – ha l’ambizione di costruire una piattaforma di supercomputing a partire dall’esperienza delle Applicazioni Scientifiche, che contribuiscono attivamente al disegno e alla verifica dell’infrastruttura.” “La vera sfida oggi non è solo realizzare un hardware competitivo, ma sviluppare anche il software e le librerie che permettano di sfruttare appieno gli EXAFLOPS a disposizione. Solo in questo modo potremmo realizzare un laboratorio numerico Europeo di eccellenza che permetta di affrontare le sfide ancora aperte non solo in ambito Astrofisico, ma anche in Biologia, Medicina, climatologia, solo per citare alcune delle aree di ricerca a cui il nostro lavoro potrà essere applicato.” Le organizzazioni che partecipano a EuroEXA sono state selezionate per le loro tecnologie e capacità, e garantiscono un ricco contributo quanto ad ambiti di applicazione, tra cui clima, meteorologia, fisica di base, energia, scienze della vita e bioinformatica: ARM – Regno Unito, ICCS - Grecia, The University of Manchester - Regno Unito, BSC - Spagna, FORTH - Grecia, il Centro Hartree di STFC - Regno Unito, IMEC - Belgio, ZeroPoint Technologies - Svezia, Iceotope - Regno Unito, Synelixis Solutions Ltd e Maxeler Technologies - Grecia, Neurasmus - Paesi Bassi, INFN e INAF - Italia, ECMWF - Internazionale, Fraunhofer - Germania. L'obiettivo finale, oggetto di una successiva fase di finanziamento UE, è implementare entro il 2022/23 un’infrastruttura integrata di calcolo ad alte prestazioni alla scala dell’ExaFlops, basata prevalentemente su tecnologia Europea, un’infrastruttura di ExaScale computing che sia disponibile in tutta l'UE per le comunità scientifiche, l'industria e il settore pubblico.

IL VICEPRESIDENTE DELLA CAMERA DI MAIO VISITA I LNS

24 October, 2017 - 12:27

Il Vicepresidente della Camera Luigi Di Maio ha visitato questa mattina, 24 ottobre, i Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN. Ad accoglierlo insieme al direttore dei LNS Giacomo Cuttone, il direttore della Sezione INFN di Catania Prof. Antonio Insolia e i responsabili delle divisioni dei LNS. “ Sono molto soddisfatto di avere conosciuto un laboratorio dove si fa ricerca di eccellenza e che rappresenta un vanto per la nostra nazione, perché la ricerca è un fattore strategico per lo sviluppo del paese”. Ha commentato Luigi Di Maio “L’impegno personale è di sensibilizzare il decisore pubblico cercando di farlo incontrare con queste realtà quanto più possibile. Gli investimenti pubblici devono esseri legati a quello che ci dirà la comunità scientifica, comunità come la vostra, convinti del fatto che tutte le realtà debbano operare in sinergia” ha concluso Di Maio. “La presenza a Catania di una delle massime cariche dello Stato, che ringraziamo per la scelta di visitare i Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN” commenta Giacomo Cuttone, direttore dei LNS “rappresenta un’occasione importante per far conoscere le nostre attività di ricerca. I Laboratori Nazionali del Sud partecipano, con un ruolo di primo piano, alla realizzazione delle grandi infrastrutture di ricerca europea. Con gli acceleratori dei Laboratori si stanno studiando le proprietà fisiche dei neutrini e le caratteristiche estreme della materia nucleare attraverso reazioni con nuclei lontani dalla valle di stabilità. Questo sarà possibile anche grazie all’aggiornamento del ciclotrone superconduttore in operazione ai Laboratori dal 1992. Nel Mediterraneo sono impegnati nella costruzione del telescopio sottomarino Km3Net che concorrerà alla nuova era dell’astronomia multimessaggero. Grande attenzione è rivolta ai progetti nazionali e regionali, portati avanti con finanziamenti del MIUR e della Regione Siciliana che vanno a completare in modo importante gli ingenti investimenti fatti dall’INFN ai LNS”. “In Sicilia," sottolinea Cuttone "gli effetti socio-economici generati dagli investimenti in ricerca e sviluppo che si trasformano in ricchezza per tutto il territorio, assumono un significato di rilievo per la varietà dei soggetti sociali e delle figure imprenditoriali coinvolti”.

16 Ottobre, conferenza congiunta MIUR-INFN-ASI-INAF in diretta streaming dalle ore 16

16 October, 2017 - 08:05

"Le nuove scoperte nel campo dell'astronomia gravitazionale e multimessaggero"

Sala della Comunicazione del Miur, lunedì 16 ottobre dalle ore 16 e sarà visibile in diretta streaming su http://www.miur.gov.it

Un incontro organizzato in collaborazione con il Miur con gli scienziati italiani coinvolti nelle nuove scoperte nel campo dell'astronomia gravitazionale e multimessaggero, con i presidenti dell'Agenzia Spaziale Italiana (Asi), dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e alla presenza della Ministra Valeria Fedeli.

Programma

IL NOBEL PER LA FISICA 2017 A BARISH, THORNE E WEISS, PREMIA LA SCOPERTA DELLE ONDE GRAVITAZIONALI

3 October, 2017 - 06:54

Il Premio Nobel per la fisica 2017 è stato assegnato a Barry Barish e Kip S. Thorne, entrambi di Calthech, e Rainer Weiss di MIT, per il loro ruolo nella scoperta delle onde gravitazionali, come promotori e fondatori degli strumenti LIGO (Interferometer Gravitational-Wave Observatory), grazie ai quali è stata realizzata, il 14 settembre 2015, la prima misura di onde gravitazionali, a un secolo dalla loro previsione teorica nella Relatività Generale di Albert Einstein.
“Premiata la scoperta del secolo, realizzata dopo un secolo di attesa: giusto riconoscimento a chi con tenacia ha, per oltre vent’anni, inseguito il visionario progetto di riuscire a captare il debolissimo segnale generato da un catastrofico evento avvenuto lontano, nel cosmo”, commenta Fernando Ferroni, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN. “Ci congratuliamo con i vincitori del Premio Nobel e con tutti coloro che negli anni hanno lavorato strenuamente per raggiungere questo importante risultato della fisica, tra cui molti italiani, primo fra tutti Adalberto Giazotto, che ha dato un contributo fondamentale, individuando nella capacità di rivelare segnali a bassa frequenza la chiave del successo, e che già nel 2001 aveva proposto di realizzare una rete mondiale di interferometri”, conclude Ferroni.
L’annuncio della storica scoperta delle onde gravitazionali è stato dato dalle collaborazioni scientifiche LIGO e VIRGO, alla quale l’Italia partecipa con l’INFN, l’11 febbraio 2016, nel corso di due conferenze stampa congiunte, negli Stati Uniti a Washington nella sede della National Science Foundation (NSF), che finanzia il progetto LIGO, e in Italia a Cascina, dove si trova lo European Gravitational Observatory (EGO), che ospita e gestisce l’interferometro VIRGO. 
La prima rivelazione delle onde gravitazionali era avvenuta il 15 settembre 2015 a opera degli interferometri gemelli Advanced LIGO, negli Stati Uniti. Nel corso del successivo periodo di osservazione, altre due rivelazioni sono state annunciate. Dal 1° agosto 2017, l’interferometro VIRGO si è unito ai due LIGO nella presa dati: questo ha portato a una nuova osservazione di onde gravitazionali, annunciata il 27 settembre 2017, nel corso di una conferenza stampa congiunta delle collaborazioni LIGO-VIRGO che si è tenuta nell’ambito del G7 Scienza a Torino. Con questa prima rivelazione a tre strumenti, che consente di localizzare la sorgente delle onde gravitazionali con inedita precisione, siamo così entrati nel vivo dell’era dell’astronomia gravitazionale, un modo completamente nuovo per studiare il nostro universo.
“Come collaborazione Virgo accogliamo con entusiasmo la notizia del conferimento del premio Nobel per la fisica 2017 a Kip Thorne, Rainer Weiss e Barry Barish: la prima rivelazione diretta delle onde gravitazionali annunciata dalle collaborazioni LIGO e VIRGO rappresenta uno dei risultati più importanti nella storia della fisica, e segna l'inizio di una nuova scienza, l'astronomia gravitazionale”, spiega Gianluca Gemme, che coordina la partecipazione nazionale dell’INFN al progetto VIRGO. “Il premio – prosegue Gemme – è un riconoscimento al talento individuale e al lavoro collettivo di oltre mille fisici, ingegneri e tecnici, provenienti da ogni parte del mondo”. “L'Italia e i suoi centri di ricerca hanno avuto un ruolo di primissimo piano nella scoperta delle onde gravitazionali grazie al progetto VIRGO, nato dall'idea di Adalberto Giazotto e del francese Alain Brillet”. VIRGO ha rappresentato un grande passo avanti nella tecnologia degli interferometri: è stato, infatti, il primo rivelatore al mondo capace di scendere alle basse frequenze, aprendo la strada all'americano Advanced LIGO. Adalberto Giazotto è stato inoltre il pioniere dell’idea della rete globale di rivelatori, che da oltre un decennio, grazie alla stretta collaborazione tra LIGO e VIRGO, è diventata una realtà e ha contribuito in maniera determinante alla scoperta che oggi viene celebrata”, conclude Gianluca Gemme.
“L’intera collaborazione VIRGO si congratula e festeggia con Ray, Kip e Barry”, commenta Fulvio Ricci, ricercatore INFN e professore alla Sapienza Università di Roma, che era alla guida della collaborazione VIRGO quando è stata realizzata la scoperta. “Hanno giocato un ruolo cruciale in questa scoperta. La prima rivelazione diretta di un segnale di onda gravitazionale è la fine di un lungo processo. Loro hanno contribuito con idee e azioni originali, che ci hanno permesso di raggiungere questo risultato, una pietra miliare nella storia della fisica moderna”, conclude Ricci.
“Questo premio è uno straordinario riconoscimento per un’intera comunità”, commenta Giovanni Losurdo, ricercatore INFN responsabile del progetto Advanced VIRGO, che ha consentito all’esperimento europeo di unirsi ai due LIGO. “Una comunità – prosegue Losurdo – che, per decenni, ha perseguito una linea di ricerca del tutto nuova realizzando macchine come LIGO e VIRGO, e che è stata in grado di aprire una nuova finestra osservativa sul cosmo: un contributo non solo scientifico, ma al patrimonio culturale universale”. “Siamo appena all’inizio di una nuova avventura, di cui l’INFN e l’Italia sono tra i protagonisti. Altre scoperte da Nobel certamente seguiranno nei prossimi anni”, conclude Losurdo.
“L’attribuzione del premio Nobel 2017 agli iniziatori della moderna ricerca delle onde gravitazionali – commenta Federico Ferrini, direttore di EGO – è un chiaro riconoscimento agli scienziati che in tutto il mondo hanno lavorato con idee innovative e originali in questo settore per decenni, ma è anche un forte incentivo per le prospettive di conoscenza dell’universo con questo nuovissimo strumento di indagine, che ora vede l’Europa e l’Italia in prima fila con l’interferometro Advanced VIRGO”, conclude Ferrini.

PRESS KIT NOBEL 2017

 

 

 

ENRICO FERMI, INAUGURATA A WASHINGTON UNA MOSTRA DEDICATA AL GRANDE SCIENZIATO ITALIANO

2 October, 2017 - 14:44

Il 2 ottobre è stata inaugurata presso la sede dell’Ambasciata di Italia a Washington una mostra dedicata al celebre fisico italiano Enrico Fermi. L’evento di apertura, in programma per le 18.30 orario locale, prevede l’intervento del presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Fernando Ferroni, del responsabile del museo di fisica della Sapienza Università di Roma e ricercatore INFN Giovanni Organtini, e di Nigel Lockyer, direttore del Fermilab, il laboratorio americano intitolato a Fermi.

La mostra è stata inaugurata in occasione del 75° anniversario della prima reazione nucleare a catena autoalimentata realizzata da Fermi all’Università di Chicago. È organizzata dall’Ufficio Scientifico dell’Ambasciata d’Italia e dall’Istituto Italiano di Cultura a Washington e promossa dall’INFN e dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) in collaborazione con la fondazione Domus Galilaeana, il museo di storia della fisica della Sapienza Università di Roma, la National Gallery of Art americana, il Fermilab e il Centro Fermi.

“Enrico Fermi, the Pope of Physics”, questo il titolo della mostra, è allestita con alcuni manoscritti e strumenti originali di Fermi provenienti dall’Italia e dagli Stati Uniti. È un’occasione per onorare il più grande scienziato italiano dai tempi di Galileo ribattezzato dai suoi colleghi “il Papa” perché, dicevano loro, era infallibile, e che ha cambiato il nostro mondo con i suoi studi sull’atomo che hanno aperto la strada a innovazioni nel campo della fisica e della tecnologia.

“L’iniziativa seguirà la falsariga delle celebrazioni galileiane già organizzate nel 2014." Spiega l’Addetto Scientifico a Washington Stefano Lami, "si vuole cogliere l’opportunità per presentare l'attuale eccellenza italiana nella ricerca e nell'innovazione, e la stretta collaborazione tra Italia e Stati Uniti nel campo della scienza e dello sviluppo di tecnologie all'avanguardia".

"La fisica italiana, oggi così brillante, rispettata e competitiva nel mondo, deve una grande riconoscenza al genio di Enrico Fermi." Dichiara Fernando Ferroni, "è stato il creatore di una scuola che ha gettato radici così profonde da permettere di superare i traumi che lo hanno costretto all’esilio e rinascere nel dopoguerra fino al Nobel di Carlo Rubbia e ai successi di oggi."

Nato nel 1901, Enrico Fermi è stato l'unico fisico italiano del ventesimo secolo ad aver raggiunto l'apice della carriera sia come teorico sia come sperimentale. È stato inoltre l'unico a essere autodidatta: quando era adolescente studiava infatti autonomamente libri di calcolo e di fisica generale. Nella prima fase della sua carriera, Fermi e la sua scuola, l'Istituto di Fisica di Via Panisperna, hanno portato la fisica moderna in Italia. Nel 1938 per sfuggire al fascismo ha però dovuto lasciare l'Italia alla volta degli Stati Uniti che ha raggiunto grazie a una tappa a Stoccolma, in occasione della cerimonia di conferimento del premio Nobel per la fisica che ha ricevuto per l'identificazione di nuovi elementi della radioattività e la scoperta delle reazioni nucleari mediante neutroni lenti.

 

In foto, da sinistra, Fernando Ferroni presidente dell'INFN, Nigel Lockyer direttore del Fermilab, Giovanni Organtini direttore del Museo della Fisica della Sapienza Università di Roma, France Cordova direttrice della National Science Foundation, Maurizio Greganti vice ambasciatore italiano a Washington.

 

 

ADDIO A RAOUL GATTO

2 October, 2017 - 13:41

È scomparso Raoul Gatto, figura di riferimento della fisica teorica italiana del ’900, che ha dato contributi fondamentali alla comprensione delle forze deboli e forti in fisica delle particelle.
“È un giorno di dolore e di memorie per la fisica italiana tutta e, in particolare, quella teorica”, è il commento di Antonio Masiero, fisico teorico e vicepresidente dell’INFN. “E anche per me personalmente, - prosegue Masiero - perché la mia prima esperienza all'estero dopo la laurea è stata proprio nel gruppo di Gatto all'Università di Ginevra, era il 1979”. “Con Raoul Gatto scompare un vero maestro della fisica, nel senso più completo di colui che sa trasmettere la bellezza e la profondità della nostra disciplina e dà vita a una scuola, forma cioè un gruppo di nuovi ricercatori che a loro volta saranno maestri nel loro campo di ricerca”. “La grande scuola degli allievi di Gatto, i cosiddetti ‘gattini’ della fisica teorica, è la testimonianza di quanto fruttuoso e carismatico sia stato il ruolo di Gatto in oltre mezzo secolo”. “Naturalmente per essere grandi maestri bisogna in primo luogo essere dei grandi ricercatori: importanti nel corso degli anni i tanti contributi di Gatto nello studio delle teorie di campo quantistiche, in particolare nello studio delle teorie di gauge delle interazioni nucleari deboli”, conclude Masiero.

Nato a Catania nel 1930, si è laureato nel 1951, sotto la guida di Bruno Ferretti, all'Università di Pisa come studente della Scuola Normale Superiore di Pisa. Ha iniziato la sua carriera accademica come professore nel 1959 insegnando in varie università, Cagliari, Firenze, Padova, Ginevra, Sapienza di Roma, e avendo tra i suoi allievi Gabriele Veneziano, Guido Altarelli, Franco Buccella, Sergio Ferrara, Giovanni Gallavotti, Luciano Maiani e Giuliano Preparata. Il valore e l’importanza dei suoi contributi alla fisica teorica sono stati rimarcati anche da vari riconoscimenti, tra cui il Premio Nazionale del Presidente della Repubblica e il Premio Enrico Fermi dalla Società Italiana di Fisica con la motivazione: “per i suoi lavori pionieristici nel campo dei decadimenti deboli delle particelle strane e per il suo ruolo di caposcuola in un settore fondamentale della fisica subnucleare”.

 

 

G7 SCIENZA

27 September, 2017 - 08:18

27 settembre ore 18.30 G7 SCIENZA Annuncio collaborazione LIGO-VIRGO Aggiornamento sulla scienza delle onde gravitazionali Diretta webcast su www.virgo-gw.eu (inglese) e www.miur.gov.it/(italiano)

SULLE TRACCE DELLE PARTICELLE, A ROMA UNA SERATA IN MEMORIA DI MARCELLO CONVERSI

26 September, 2017 - 14:44

L'INFN partecipa a una serata dedicata a uno dei padri del muone, Marcello Conversi, questo venerdì 29 settembre a Roma, negli spazi dell'Ex Dogana di San Lorenzo. In particolare dà il via alla serata con un incontro, in programma per le 19.30, che ricorda le ricerche scientifiche portate avanti da Conversi e dal gruppo di ricercatori che, durante la seconda guerra mondiale, lavorarono con lui negli scantinati del Liceo Virgilio in Via Giulia.

All'incontro, dal titolo "Sulle tracce delle particelle, storie di fisici da via Giulia al CERN" e moderato dal giornalista de La Repubblica Luca Fraioli, partecipano Fernando Ferroni, presidente dell'INFN, Giovanni Battimelli, storico della fisica, e Viviana Fafone, ricercatrice della Collaborazione Virgo e tra i protagonisti della recente scoperta delle onde gravitazionali. L'evento sarà introdotto da un racconto de "La Scienza Coatta", un collettivo di divulgazione scientifica e umorismo in romanesco, che si esibirà in un'altra performance alle 21.

"Un personaggio straordinario. Protagonista della fisica mondiale, ha portato a termine, insieme a Pancini e Piccioni, in condizioni quasi impossibili l’esperimento da tutti riconosciuto come quello che ha fatto nascere la moderna fisica delle particelle. Ma anche un ricercatore che ha avuto interessi in settori che poi si sono rivelati fondamentali come quello delle tecnologie informatiche. Una persona e un professore affascinante." Ricorda Fernando Ferroni, "sono felice di poter ricordare un professore che ha segnato e confermato la mia incerta volontà di provare a essere un fisico col suo meraviglioso corso di Fisica Superiore."

Durante la serata, le cascate di particelle cosmiche che ci attraversano costantemente, a nostra insaputa, saranno rese visibili dai piccoli rivelatori di raggi cosmici sviluppati con ArduSIPM da Valerio Bocci e Francesco Iacoangeli, ricercatori dell’INFN. Sarà inoltre possibile identificarsi con una particella che attraversa il campo di Higgs materializzandosi e smaterializzandosi grazie all'installazione interattiva "Il dono della massa". E gli astronomi del RomaPlanetario proporranno lo spettacolo astronomico #OpenSpaces in tre orari diversi: alle 18, alle 21 e alle 22.30. Verrà anche distribuito gratuitamente in anteprima il numero di ottobre della rivista dell'INFN Asimmetrie dedicato al "muone".

“Cogliamo l’occasione della notte dei ricercatori per celebrare la memoria di una personalità che ha dato tanto alla città, alla fisica ma anche alla vita civile di Roma." Riflette il Vicesindaco con delega alla Crescita Culturale Luca Bergamo, "Marcello Conversi, il più giovane del gruppo dei ragazzi di via Panisperna, rimase a Roma per continuare a lavorare e resistere al fascismo. Fu una brillante mente e una persona sinceramente democratica”.

L’evento è promosso dall’Assessorato alla Crescita Culturale con la direzione scientifica della Sovrintendenza Capitolina ai Beni Culturali, l’organizzazione di MondoMostre e i servizi tecnico scientifici di Zètema Progetto Cultura, nonché con il coinvolgimento e l’attiva partecipazione dell’INFN. Vede la collaborazione della libreria scientifica “Assaggi”.

MESSAGGERI DI GALASSIE LONTANE

21 September, 2017 - 14:25

I raggi cosmici di altissima energia provengono da galassie lontane e non dalla Via Lattea. Il risultato, pubblicato oggi su Science, arriva dall’Osservatorio Pierre Auger situato in Argentina, nella provincia di Mendoza e risponde a interrogativi che gli scienziati si pongono da mezzo secolo. Da dove arrivano i raggi cosmici di altissima energia? Sono prodotti nella nostra galassia o provengono da galassie lontane? “Questa scoperta indica chiaramente un'origine extragalattica di queste particelle” commenta Daniele Martello, Professore presso l’Università del Salento e responsabile nazionale di Auger “ È un primo passo importante a cui ne seguiranno molti altri per giungere a individuare le sorgenti che li hanno emessi”.

L’Osservatorio Pierre Auger è il più grande osservatorio di raggi cosmici mai costruito dall’uomo, è una collaborazione internazionale che conta oltre 400 scienziati provenienti da 18 paesi, ed è stato realizzato con il contributo dell’Infn e in particolare delle sezioni di Catania, Lecce, Napoli, Milano, Roma Tor Vergata, Torino e dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso.

Il risultato

I Raggi Cosmici sono particelle e nuclei atomici di alta energia che, muovendosi quasi alla velocità della luce, colpiscono la Terra da ogni direzione e possiedono energie diverse. L’esperimento ha ottenuto questo importante risultato osservando particelle cosmiche di energia media di 2 Joule. A queste energie, i raggi cosmici non arrivano in maniera uniforme da tutte le direzioni del cielo. La loro frequenza di arrivo, infatti, è di circa il 6% maggiore da un lato del cielo rispetto alla direzione opposta, con l'eccesso che si trova a circa 120 ° dal centro della nostra galassia. Ciò significa che i raggi cosmici di altissima energia provengono con maggior frequenza da una direzione lontana dal centro galattico.

Auger si inserisce in un programma globale di astronomia multimessanger che vede l’Infn impegnato con gli esperimenti Fermi, Cta, Km3net, Dampe,Magic  e Virgo. Con lo sviluppo di nuovi rivelatori e metodi sperimentali l’astronomia multimessenger, impegnata nella rivelazione coordinata di segnali elettromagnetici, raggi cosmici, raggi gamma e neutrini di alta energia, ci consentirà di osservare l’universo nella sua varietà, integrando in un quadro quanto possibile unitario i risultati ottenuti in fisica delle particelle, fisica teorica e astronomia.

L’osservatorio

L’Osservatorio Pierre Auger, alla cui realizzazione l’INFN ha contribuito con le sezioni di Catania, Lecce, Napoli, Milano, Roma Tor Vergata, Torino e i Laboratori Nazionali del Gran sasso, è il più esteso esperimento per lo studio dei raggi cosmici mai costruito. Deve il suo nome al fisico francese Pierre Auger, scopritore degli sciami di raggi cosmici. Collocato in piena Pampa argentina, l’Osservatorio Auger è un sistema ibrido che comprende rivelatori di superficie e telescopi di fluorescenza collocati a ridosso della cordigliera delle Ande a 1400 metri di altezza. I rivelatori di superficie (circa 1600) coprono un’area di 3000 kmq, sono distanziati tra loro di 1,5 km e sono in grado di osservare gli sciami dei raggi cosmici quando colpiscono la superficie terrestre. I telescopi di fluorescenza (in totale 27) osservano la debole luce prodotta dagli sciami mentre si sviluppano nell’atmosfera. Con queste tecniche si può ricavare l’energia e la direzione di provenienza dei raggi cosmici cercando quindi di individuarne le sorgenti. L’Infn ha contribuito alle realizzazione dell’Osservatorio Pierre Auger e partecipa attivamente al suo programma di aggiornamento. Circa il 15 % degli scienziati della collaborazione Auger sono Italiani e la loro partecipazione alle attività di ricerca dell’Osservatorio è possibile grazie al contributo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, e delle Università di L’Aquila, Catania, Milano, Federico II di Napoli, Roma Tor Vergata, Salento, Torino del Politecnico di Milano e del GSSI.

CASSIOPEIA A NON È IL SUPERACCELERATORE COSMICO CHE SI PENSAVA

21 September, 2017 - 04:01

Gli scienziati hanno ritenuto per decenni che i raggi cosmici galattici fossero accelerati, fino alle energie più alte osservate, in quel che rimane dopo l’esplosione di una supernova. Oggi, i telescopi MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov), cui l’Italia partecipa con l’INFN e l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), studiando il residuo della supernova Cassiopeia A, che finora era considerato uno dei migliori candidati di acceleratore cosmico, hanno scoperto che, in realtà, esso non dispone dell’energia necessaria. “Capire l'origine dei raggi cosmici significa svelare l'origine della nostra galassia”, spiega Michele Doro della Sezione INFN e dell’Università di Padova e direttore editoriale di MAGIC. “Questo risultato, pur rivelandoci che le nostre ipotesi su Cassiopeia A non erano corrette, è di grande interesse e d’impatto per la comunità scientifica: eliminando, infatti, uno dei migliori candidati di acceleratore cosmico, ci dà chiaramente indicazione del fatto che dobbiamo spingere le nostre ricerche anche su altre direzioni”.

I raggi cosmici sono particelle che riempiono la nostra galassia con un ampio spettro energetico, fino a energie ben superiori a quelle che si riescono a raggiungere nei laboratori sulla Terra. Secondo i modelli più accreditati, l’emissione di fotoni alle energie più alte dello spettro elettromagnetico all’interno della nostra galassia deriva forse unicamente dai raggi cosmici (elettroni o protoni) accelerati all'interno dei resti di supernova. Tuttavia, l’emissione di fotoni a energie maggiori di 1 teraelettronvolt (TeV, pari a mille miliardi di elettronvolt) non si era ancora potuta misurare con precisione sufficiente per individuarne l’origine.

Cassiopeia A è un famoso resto di supernova, prodotto da una gigantesca esplosione di una stella massiccia avvenuta circa 350 anni fa in direzione della costellazione di Cassiopea. Scoperto 50 anni fa grazie alle osservazioni radio, oggi sappiamo che la sua radiazione è osservabile in tutto lo spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma di alta energia
Cassiopeia A sembrava l'oggetto perfetto per essere un PeVatrone, cioè un acceleratore di particelle fino alle energie del PeV (1 PeV = 1.000 TeV): è giovane, luminoso, con un fronte che si espande a grande velocità e dotato di intensi campi magnetici per accelerare i raggi cosmici. Tuttavia, contrariamente a quanto ci si attendeva, in Cassiopeia A le energie delle particelle non raggiungono che poche decine di TeV: questo significa che al crescere dell’energia, l’emissione elettromagnetica improvvisamente diminuisce fino ad arrestarsi bruscamente. Cassiopeia A quindi non può accelerare le particelle a energie superiori, a meno che non ci siano meccanismi che sfidano le attuali conoscenze. [
Lo studio che ha permesso di arrivare a questa conclusione è stato guidato dagli scienziati dell'Istituto per le scienze spaziali (ICE - IEEC-CSIC, CSIC), l'Istituto di fisica d'Altes Energie (IFAE) e l'Istituto di scienze cosmiche dell'Università di Barcellona ICCUB), in Spagna, ed è basato su più di 160 ore di dati ottenuti tra il dicembre 2014 e l'ottobre 2016 dai telescopi MAGIC. Come dimostra questo studio, MAGIC, grazie alla sua larga banda e all'ottima sensibilità alle alte e altissime energie, rappresenta in questo momento lo strumento migliore per studiare e comprendere molti di quei meccanismi del cosmo che sono ancora misteriosi.

“Probabilmente per capire come funzioni un acceleratore cosmico occorrerà studiare altre variabili, e MAGIC è lo strumento ideale, almeno fino a quando il Cherenkov Telescope Array CTA non sarà pienamente operativo”, commenta Barbara De Lotto, responsabile INFN dell’esperimento MAGIC.
“I ricercatori dell'INAF e dell'INFN contribuiscono in maniera sostanziale in questo campo sia attraverso la partecipazione a MAGIC che a CTA e al progetto ASTRI, ma anche con la partecipazione ai grandi osservatori spaziali quali AGILE e Fermi”, sottolinea Angelo Antonelli, responsabile INAF presso la collaborazione MAGIC e da poco responsabile dello Space Science Data Center dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI).

 

 

 

 

COMUNICAZIONE DELLA SCIENZA E STORIA ORALE: FINO AL 18 OTTOBRE PER PARTECIPARE AL PREMIO BASSOLI

11 September, 2017 - 08:12

C’è tempo fino al 18 ottobre per partecipare al Premio Bassoli 2017 istituito in memoria del giornalista Romeo Bassoli da SISSA e INFN, per finanziare con 3.000 euro il miglior progetto di collezione di interviste e testimonianze orali del mondo della ricerca scientifica. Giunto alla quarta edizione, Il premio è inserito nell’ambito dell’iniziativa Memorie di scienza. L’argomento di questa edizione 2017 sarà l'uso nella comunicazione della scienza (o nella visualizzazione dei dati per la ricerca) di "nuove" tecnologie e linguaggi ICT, come per esempio realtà aumentata, virtual reality o interaction design. Negli ultimi anni la diffusione crescente (e la maggiore sostenibilità economica) di queste tecniche ha fornito a comunicatori e ricercatori nuovi strumenti per far fruire in modo immediato complessi contenuti scientifici, navigare mondi virtuali o esplorare gli orizzonti della gamification nella creazione di giochi educativi. Le proposte di progetto, che potranno riguardare tanto specifiche esperienze e case studies quanto una panoramica generale, dovranno quindi intercettare le prospettive di scienziati, comunicatori, professionisti, designer e fruitori coinvolti in questi nuovi ambiti di comunicazione e provare a valutarne l’impatto e le peculiarità. Le domande vanno inviate entro il 18 ottobre 2017 secondo le modalità riportate nel bando. Al concorso, che ha come oggetto la proposta e la realizzazione di un contributo di storia orale, può partecipare chiunque abbia interesse per la storia e la comunicazione della scienza. La domanda di partecipazione (secondo le modalità e il modello che trovate allegato al bando) dovrà pervenire alla segreteria del Laboratorio Interdisciplinare della SISSA (Via Bonomea 265 – 34136, Trieste) entro martedì 18 ottobre 2017.

link al bando https://www.sissa.it/ilas/sites/default/files/media/Bando%20Premio%20Bassoli_Decreto%20e%20bando.pdf

Romeo Bassoli, scomparso nel 2013, è stato giornalista scientifico, a lungo docente del Master in Comunicazione della Scienza “Franco Prattico” della SISSA e responsabile della comunicazione dell’INFN. In sua memoria la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) promuovono dal 2014 il premio annuale a sostegno del progetto Memorie di Scienza, cui contribuiscono in parti uguali. L’obiettivo del premio è accrescere il valore delle testimonianze orali nella storia e nella comunicazione della scienza, nell’ambito più ampio dell’iniziativa Memorie di Scienza. Memorie di Scienza è promossa dalla moglie e dai familiari e amici di Romeo, e si appoggia all’archivio di storia orale del Circolo Gianni Bosio di Roma, con la partecipazione dell’agenzia di comunicazione della scienza Zadig. L’iniziativa raccoglie testimonianze orali, racconti e narrazioni delle più diverse figure che vivono il mondo della scienza: ricercatori, tecnici, giornalisti, decisori, persone comunque coinvolte nella progettazione e nello svolgimento della ricerca scientifica

IL NUOVO STATUTO INFN

6 September, 2017 - 07:53

È entrato in vigore il 1 settembre il nuovo Statuto dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, una vera e propria “carta costituzionale” dell’Ente, che stabilisce i fondamenti generali del suo assetto istituzionale e organizzativo e del suo funzionamento. L’emanazione di un nuovo Statuto risponde a una specifica disposizione del decreto legislativo 218/2016 (cosiddetto “decreto Madia” sulla semplificazione delle attività degli Enti Pubblici di Ricerca), in cui si riconosce ampia autonomia statutaria e regolamentare a tutti gli EPR, nel quadro di alcuni principi generali a cui attenersi. “Nel caso dell’INFN, si tratta però di un aggiornamento nell’ambito di una sostanziale continuità” Commenta Fernando Ferroni, presidente dell’Infn. “Già il precedente ordinamento statutario dell’INFN era largamente ispirato ai principi generali di cui adesso il decreto Madia sottolinea l’importanza. Di conseguenza molte delle innovazioni introdotte nel nuovo Statuto (a parte gli ovvi aggiornamenti dei riferimenti alla legislazione vigente), vanno in definitiva a rafforzare i capisaldi dell’assetto istituzionale dell’Ente, con una forte partecipazione della comunità scientifica a tutti i livelli di programmazione e indirizzo” conclude Ferroni. In questo ambito, un aspetto importante, che riflette quanto più volte esplicitamente sancito nel decreto Madia, riguarda la sostanziale parità dell’importanza del ruolo dei ricercatori e dei tecnologi nella vita dell’Ente: nel nuovo Statuto sono state eliminate tutte le differenze nella possibilità di accesso alle cariche direttive delle due figure professionali, fino al massimo livello. Conseguentemente è stata adeguata la rappresentanza del personale nel consiglio direttivo. Sempre in riferimento alla centralità della figura di ricercatori e tecnologi negli EPR, sono stati ampliati i riferimenti alla carta europea dei ricercatori. Infine, per ribadire la fortissima sinergia fra l’INFN e le Università, è stato ancor più esplicitamente sottolineato l’impegno a promuovere una sempre maggiore integrazione col personale docente delle Università, già presente nello Statuto precedente. Un’altra novità, più “tecnica” ma molto importante, concerne le prescrizioni generali relative al bilancio dell’Ente; l’Art. 6 del vecchio Statuto è stato ridisegnato sostanzialmente, per tenere conto della necessità del passaggio al sistema economico-patrimoniale per la contabilità degli EPR, in corso di definizione da parte del Governo. Altre differenze rispetto allo Statuto precedente riguardano la durata dei mandati di alcune cariche istituzionali, quelle specifiche del solo ordinamento dell’INFN. Nella convinzione che una maggiore rotazione delle responsabilità scientifiche, pur entro limiti che garantiscano in ogni caso una buona continuità di indirizzo, possa giovare alla vitalità dell’Ente, il nuovo Statuto porta da quattro a tre anni la durata dei mandati dei componenti del Comitato di Valutazione Internazionale, dei presidenti e dei componenti delle cinque Commissioni Scientifiche Nazionali, e dei rappresentanti del personale nei consigli di struttura. Rimane invece invariata a 4 anni la durata dei mandati del Presidente, della Giunta, dei componenti del Consiglio Tecnico-Scientifico, dei componenti del Consiglio Direttivo e assimilabili, in quanto tale durata è esplicitamente prevista dal D.Lgsl. 213/2009 (“legge Gelmini” sul riordino degli EPR).

BUON COMPLEANNO, BOREXINO!

4 September, 2017 - 07:36

Sono dieci anni che nelle viscere della montagna del Gran Sasso c’è un gigante che scruta il cielo sopra di noi e il cuore del nostro pianeta. È l’esperimento Borexino ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN, costantemente impegnato a studiare le particelle che sono prodotte nelle reazioni nucleari che alimentano il Sole, e da quelle in atto all’interno del mantello della Terra: stiamo parlando dei neutrini, le particelle più elusive del Modello Standard, e fra i messaggeri cosmici più potenti. Senza carica e con massa quasi nulla, i neutrini possono, infatti, viaggiare indisturbati fino a noi, portando intatte informazioni di grande interesse sulle loro sorgenti e quindi funzionando come formidabili sonde per zone inaccessibili come l’interno del Sole e della Terra, e le lontane stelle.

Il rivelatore di neutrini Borexino festeggia, così, il decimo anniversario dall’inizio del suo pieno funzionamento e quindi della raccolta di dati scientifici, con un evento che ha chiamato a raccolta i più importanti fisici e astrofisici del mondo. Al workshop, organizzato dal 4 al 7 settembre ai LNGS e al Gran Sasso Science Institute (GSSI), parteciperanno tra gli altri Art McDonald, premio Nobel per la Fisica nel 2015 per i suoi studi sui neutrini, Yoichiro Suzuki, responsabile di Super-Kamiokande, uno dei più importanti esperimenti al mondo sui neutrini, Victor Matveev, direttore del JINR di Dubna, il più importante centro russo di ricerca in fisica, Masayuki Nakahata, uno degli autori della misura dell’ultima esplosione di supernova rivelabile sulla Terra, Alexei Smirnov, autore dell’effetto MSW che spiega l’oscillazione del neutrino, Laura Cadonati, vice-responsabile della collaborazione LIGO che assieme ai colleghi della collaborazione Virgo sono arrivati alla storica scoperta delle onde gravitazionali, Jim Cao, vicepresidente dell’IHEP, l’istituto cinese di fisica delle alte energie, e molti altri. A fare gli onori di casa Gianpaolo Bellini, ideatore di Borexino e suo coordinatore per 22 anni, ad aprire i lavori Fernando Ferroni, presidente dell’INFN e Stefano Ragazzi, direttore dei LNGS.

“Gli importanti risultati scientifici ottenuti da Borexino in questi dieci anni – sottolinea Gianpaolo Bellini - coronano 27 anni di grandi sforzi, 27 anni nei quali l’INFN ha sempre avuto un ruolo trainante attraverso il lavoro dei suoi gruppi di ricerca. La comunità della fisica astroparticellare ha sempre considerato come fondamentali le novità scientifiche provenienti da Borexino. Va ricordato anche che nel 2014 i risultati di Borexino sono dati nominati fra i 10 migliori risultati raggiunti dalla fisica mondiale dalla rivista inglese Physics World, del britannico Institute of Physics. Mentre nel 2016 e nel 2017 sono stato insignito rispettivamente del premio internazionale Bruno Pontecorvo e del premio Enrico Fermi, riconoscimenti che io interpreto come conferiti all’esperimento Borexino. Ma Borexino non ha finito il proprio lavoro e sta tuttora facendo grandi sforzi per ottenere l’evidenza sperimentale delle reazioni nucleari che dominano l’universo e dell’esistenza o meno di un quarto neutrino”, conclude Bellini.

Il nome di Borexino è noto in tutto il mondo: grazie ai suoi risultati scientifici ha avuto e ha tuttora gran risonanza, e i suoi risultati continuano a essere riportati in tutte le maggiori conferenze internazionali. È grazie a Borexino se sappiamo, per esempio, che la nostra stella gode di ottima salute: Borexino, infatti, è riuscito a misurare in tempo reale l’energia della nostra stella, scoprendo che l’energia rilasciata oggi al centro del Sole è in perfetta corrispondenza con quella prodotta 100.000 anni fa. Borexino, per la prima volta nella storia dell’indagine scientifica della nostra stella, ha misurato l’energia solare nel momento stesso della sua generazione. È sempre grazie a Borexino se abbiamo lo studio più completo che esista dei neutrini solari alle varie energie: una mappa così precisa che possiamo addirittura usare le informazioni che ci arrivano direttamente dalla nostra stella grazie ai neutrini per fare una tomografia di ciò che accade al suo interno, e confrontarsi con eliosismologia. Ma il gigante Borexino non studia solo stando a naso all’insù: osserva anche sotto i suoi piedi, indagando così, grazie ai geoneutrini, il cuore del nostro pianeta e confermando che siamo seduti su una stufa, il cui calore è in parte prodotto dal decadimento radioattivo dell’Uranio-238 e del Torio-232 presenti nel mantello terrestre. Insomma, nel corso della sua decennale carriera, Borexino ha collezionato gran bei risultati, importanti per i nostri progressi nel campo della fisica, dell’astrofisica e della geofisica. Va aggiunta anche la prima osservazione nel vuoto del fenomeno di oscillazione dei neutrini, misura che Borexino è riuscito a ottenere data la sua possibilità di misurare neutrini di bassissima energia e la variazione stagionale del flusso di neutrini solari dovuta alla eccentricità dell’orbita terrestre. Ma non è tutto, perché ottenere questi risultati è stato possibile grazie al successo tecnologico che Borexino può vantare, detenendo il record mondiale di esperimento “più radio-puro” nel suo settore: tant’è che il rivelatore Juno, ora in fase di realizzazione in Cina, ha voluto adottare la stessa tecnica di Borexino per limitare al minimo la sua radioattività.

L’esperimento Borexino, frutto di una collaborazione fra Paesi europei (Italia, Germania, Francia, Polonia), Stati Uniti e Russia, continuerà ancora per alcuni anni la sua presa dati, migliorando la precisione delle misure già fatte e affrontandone sempre di nuove.

 

Borexino

Il Sole visto in tempo reale da Borexino

Borexino vede il motore delle stelle

Dai geoneutrini catturati da Borexino la conferma che viviamo su una stufa

Borexino nella top ten

Archivio Borexino

 

 

 

 

 

EUROPEAN XFEL, INAUGURATO IL SUPERMICROSCOPIO EUROPEO

1 September, 2017 - 14:58

È stato inaugurato oggi, 1 settembre, ad Amburgo lo European XFEL, il super microscopio europeo realizzato anche grazie al contributo italiano con l’INFN. Si tratta di un laser a elettroni liberi che permetterà di visualizzare la struttura di macromolecole in azione, girando dei film molecolari.

A differenza delle tradizionali tecniche per determinare la struttura di una macromolecola attraverso i raggi X, lo European XFEL riesce ad analizzare anche macromolecole non cristallizzate. Questo è un vantaggio notevole in quanto, oltre a permettere di visualizzare la struttura di macromolecole difficili da cristallizzare, consente di scattare fotografie di macromolecole in momenti diversi della loro vita. E raccogliendo molti scatti diversi della stessa molecola, si può ottenere un filmato del movimento della macromolecola in attività, sia questa un enzima, un virus o un catalizzatore.

Il laser è lungo 2,1 km. Genera raggi X accelerando gli elettroni liberi lungo un tunnel di 1,7 km e curvando il percorso di questi elettroni attraverso una serie di magneti. La radiazione emessa è molto intensa, i campioni colpiti emettono molti fotoni che permettono di rivelare la struttura atomica della macromolecola analizzata. La radiazione è così intensa che i campioni sono poi distrutti.

L'INFN ha contribuito in modo essenziale alla realizzazione dell'acceleratore di elettroni sviluppando al laboratorio LASA di Milano guidato da Carlo Pagani alcuni degli elementi chiave: tra questi la sorgente fotoemissiva di elettroni freddi e intensi, i moduli superconduttivi di accelerazione e il sistema di terza armonica per la linearizzazione del fascio. Lo European XFEL è costato complessivamente 1,2 miliardi di euro e l'Italia ha contribuito al progetto con un finanziamento, stanziato dal MIUR e mediato dall'INFN, di circa 40 milioni.

I primi esperimenti del laser a elettroni liberi europeo partiranno questo mese. E in occasione dell'inaugurazione del più intenso laser di raggi X al mondo, cinque fasci di luce laser risplenderanno nei cieli di Amburgo fino al 3 settembre. L'inaugurazione dello European XFEL, a cui ha partecipato l'INFN con Carlo Pagani e il suo vicepresidente Antonio Masiero, è stata trasmessa in diretta streaming.

Crediti Immagine: European XFEL / Jan Tolkiehn

GHIACCIAI ALPINI: NUOVO STUDIO SU INQUINANTI E SOSTANZE RADIOATTIVE

31 August, 2017 - 07:58

Dal ghiacciaio del Morteratsch, nelle Alpi svizzere, arrivano importanti informazioni sul destino delle sostanze radioattive prodotte da test e incidenti nucleari e custodite per decenni nei ghiacciai alpini. Uno studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports (gruppo Nature) evidenzia il ruolo dei crioconiti, sedimenti scuri che si trovano sui ghiacci di tutto il mondo. I ricercatori hanno osservato che questi sedimenti si comportano come vere e proprie spugne con le impurità presenti nel ghiaccio e nella neve, come le sostanze radioattive di origine artificiale, concentrandoli di diversi ordini di grandezza. Lo studio è stato condotto da ricercatori dei Dipartimenti di Scienze dell’Ambiente e della Terra e di Fisica dell’Università di Milano-Bicocca, delle sezioni di Milano Bicocca e Genova dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dell’Università di Genova e del Laboratorio per l’'Energia Nucleare Applicata (LENA) dell’Università di Pavia.

Per determinare con precisione la composizione dei sedimenti e quantificare il grado di contaminazione sono state impiegate tecniche diverse. Da una parte la spettroscopia gamma per l’analisi dei radionuclidi naturali e antropici, dall’'altra l'’attivazione neutronica per

la determinazione della composizione elementare. Una tecnica termo-ottica è stata invece impiegata per la misurazione del contenuto di carbonio organico ed elementare, altra componente importante delle crioconiti.

Le misure hanno riscontrato la presenza di sostanze radioattive come cesio-137, americio-241, bismuto-207 e metalli pesanti, ad esempio zinco, arsenico e mercurio deposte sul ghiacciaio insieme alla neve nell’arco degli ultimi decenni ma ora la fusione ne determina una nuova mobilizzazione nell’ambiente. La ricerca mostra che le concentrazioni degli inquinanti trovate nelle crioconiti sono molto più alte rispetto a quanto normalmente osservato nel ghiaccio e nell’'acqua di fusione pura. Fortunatamente, le sostanze potenzialmente nocive raggiungono concentrazioni significative solo all’'interno delle singole coppette crioconitiche: quando il ghiaccio fonde e la crioconite è rilasciata nell’ambiente insieme al’l’acqua di fusione, queste sostanze sono diluite enormemente, evitando quindi qualsiasi rischio concreto e immediato per la salute.