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Il giorno 27 dicembre ci ha lasciati Marcello Lattuada, direttore dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN dal 2007 al 2011. Lattuada è stato professore di Esperimentazioni di Fisica presso l’Università di Catania, e nel corso degli anni ha ricoperto numerosi incarichi istituzionali, come quello di prorettore dell’Università di Catania e membro del Senato Accademico. Nel campo della ricerca si è occupato principalmente di meccanismi di reazione a bassa energia, di clustering in nuclei leggeri e di astrofisica nucleare. Marcello Lattuada è stato un punto di riferimento per la comunità scientifica, e un maestro per molti, che lo ricordano in particolare per il suo garbo e la sua signorilità, e per la sua capacità di trasmettere l’interesse per la fisica alle nuove generazioni. 

Sono 203 le nuove posizione bandite a concorso dall’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per giovani laureati e laureate, e diplomati e diplomate, da reclutare in tutta Italia sui progetti di scienza di frontiera e a forte vocazione tecnologica finanziati con il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), di cui oltre il 40% al Sud.

Si selezionano 69 neodiplomate e neodiplomati ITIS o di scuola superiore con breve esperienza professionale per profili di tecnico negli ambiti del calcolo, dell’elettronica e della meccanica e laureate e laureati magistrali in fisica, ingegneria, informatica, matematica, biologia per 134 posizioni di tecnologo della ricerca a tempo determinato. Le competenze richieste sono di meccanica, sistemi di alto vuoto, sistemi criogenici, elettronica, elettrotecnica, rivelatori e acceleratori di particelle, laser di potenza e sistemi ottici. Tra queste, un numero cospicuo di posizioni è dedicato al calcolo sistemistico e per lo sviluppo di software innovativo e sistemi di intelligenza artificiale.

I neoassunti lavoreranno su 18 nuovi progetti altamente innovativi nei campi della fisica delle particelle elementari, dell’astrofisica, della fisica delle onde gravitazionali e dei neutrini e in molti aspetti di fisica applicata che includono la superconduttività, la fisica medica, lo sviluppo di tecniche innovative di accelerazione di particelle, il calcolo quantistico e l’intelligenza artificiale. Un’opportunità unica per molti giovani di entrare a far parte della comunità scientifica italiana e internazionale e di lavorare su nuovi progetti di punta della ricerca di eccellenza.

I contratti, con una durata di 24 mesi, saranno assegnati tramite concorso pubblico. Le sedi di lavoro sono distribuite su tutto il territorio nazionale e, come previsto dal PNRR, una particolare attenzione sarà riservata al Sud Italia, con oltre il 40% delle posizioni bandite. Tra le città con il maggior numero di posizioni aperte vi sono Bari, Bologna, Catania, Roma e Napoli.

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Le pulsar, stelle di neutroni che ruotano rapidamente, emettono un vero e proprio vento, composto da particelle di alta energia e permeato da campi magnetici, che può scontrarsi con il gas che incontra sul suo cammino. Da questo scontro viene prodotta radiazione di sincrotrone che letteralmente “accende” le nebulose. Un’indagine sulle proprietà della luce proveniente da uno di questi oggetti celesti, la Vela Pulsar Wind Nebula (PWN), osservabile nella direzione della costellazione della Vela, nel cielo australe, mostra come essa risulti polarizzata. Questo aspetto fornisce importanti indicazioni sulla distribuzione e sulla geometria dei campi magnetici che caratterizzano la pulsar, e dalle quali dipende la direzione di emissione del vento di particelle responsabile della radiazione di sincrotrone all’origine della luminosità della nebulosa circostante. Il risultato, pubblicato oggi, mercoledì 21 dicembre, sulla rivista Nature, è stato ottenuto dalla collaborazione internazionale dell’esperimento Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), satellite, frutto di una collaborazione tra NASA e ASI, che è dotato di innovativi rivelatori sviluppati, realizzati e testati dall’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e dall’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica). IXPE è stato in grado di osservare la polarizzazione della luce nella banda X dalla Vela PWN e di studiare il vento prodotto dalla sua pulsar.   

Prodotta circa 12000 anni fa a seguito dell’esplosione di una stella, la nebulosa della Vela, insieme a quella del  Granchio (risultato anch’essa di una supernova, talmente luminosa da essere visibile anche di giorno, come riportato da astronomi cinesi nel 1054), sono tra i più studiati oggetti celesti della loro tipologia. Ma le somiglianze tra le due sorgenti astrofisiche non terminano qui. Le radiazioni emesse da entrambe le nebulose risultano infatti polarizzate. Ciò significa che i campi elettromagnetici dei fotoni non sono distribuiti in modo casuale, ma risultano essere allineati lungo direzioni specifiche, che variano in base alla regione della nebulosa da cui sono stati emessi. L’allineamento dei fotoni implica che gli elettroni ad altissima energia che compongono il vento della pulsar alla base del meccanismo responsabile dell’emissione della luce di sincrotrone, e quindi dei fotoni stessi, si muovano lungo una spirale all’interno del campo magnetico delle PWN. Comportamento che suggerisce che i campi magnetici di Vela PWN siano disposti in una geometria molto ordinata. 

“IXPE ha rivelato che i campi magnetici di Vela PWN sono ben allineati con l’immagine nei raggi X della nebulosa” dice Fei Xie, professoressa associata alla Guangxi University e già post-doc presso l’INAF di Roma, prima autrice dell’articolo pubblicato su Nature. “Questi campi formano delle strutture a forma di ciambella (dette tori) che circondano l’equatore della pulsar e i getti di emissione che partono dai poli della pulsar stessa. Ancora più sorprendentemente, il grado di polarizzazione misurato risulta essere molto elevato, superando il 60% in più regioni. Questo è il grado di polarizzazione più elevato mai misurato in una sorgente celeste nei raggi X ed è un valore prossimo al valore massimo permesso dalla fisica dell’emissione di sincrotrone”.

“Questa misura di polarizzazione in banda X, ottenuta da IXPE, aggiunge un pezzo finora mancante al puzzle di Vela PWN”, dichiara Alessandro Di Marco, ricercatore presso l’INAF di Roma che ha contribuito all’analisi dei dati. “IXPE ha svelato la struttura dei campi magnetici nella regione centrale, fornendoci una loro mappa con una risoluzione precedentemente mai ottenuta, mostrando come questa sia in accordo con le immagini ottenute in radio per la nebulosa esterna”.

“Il risultato è stato reso possibile dalle caratteristiche uniche degli strumenti, tutti Italiani, al piano focale dei tre telescopi di IXPE, che non solo forniscono una sensibilità alla polarizzazione senza precedenti in questa banda di energia, ma permettono anche di misurare, fotone per fotone, la direzione d’arrivo e l’energia”, commenta Luca Baldini, ricercatore dell’INFN e dell’Università di Pisa, Co-Principal Investigator italiano di IXPE.

“Le misure di polarizzazione della Vela PWN nei raggi X evidenziano quanto sia diversificata in sorgenti astrofisiche la struttura dei campi magnetici alla base dell’emissione X osservata. Quella della Vela PWN è di certo tra le meno complesse, dato l’elevato grado di polarizzazione vicino al limite teorico previsto” dice Immacolata Donnarumma, ASI Project Scientist.

IXPE sta continuando a osservare il cielo ai raggi X sondando più in profondità nelle strutture dei campi magnetici di diverse sorgenti celesti, fornendoci nuove informazioni sulla fisica estrema di questi acceleratori cosmici di particelle.

Nel mese di novembre si sono tenuti i kick off meeting di tre dei sette progetti guidati dall’INFN che sono stati finanziati nell’ambito del PNRR Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza. In particolare, il 24 e 25 si è svolta al Tecnopolo di Bologna la due-giorni di lavori del Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing ICSC che visto la partecipazione, in presenza e da remoto, quasi 400 rappresentanti dei 52 partner del progetto, provenienti sia dal mondo della ricerca sia dal mondo imprenditoriale. Il kick off meeting ha seguito l’inaugurazione del supercomputer Leonardo del CINECA, progetto di cui l’INFN è partner e che costituirà uno dei nodi principali dell’infrastruttura di ICSC.

Si è tenuto invece l’11 novembre il kick off meeting di KM3 Neutrino Telescope for Recovery and Resilience (KM3NeT4RR), il progetto con cui il PNRR finanzia azioni cruciali per l’ampliamento presso il sito italiano di Capo Passero, al largo della Sicilia, dell’osservatorio sottomarino per neutrini KM3NeT. Grazie a questo progetto si arriverà a completare circa 2/3 dell’infrastruttura finale in 30 mesi, dotando l’INFN anche dei laboratori e del personale necessario all’ampliamento, costruzione e installazione della rete di fondo e dei sistemi di rivelazione sottomarini. Al progetto, di cui l’INFN è proponente e capofila, e che sarà finanziato con un contributo di 67,2 Milioni, partecipano anche l’INAF Istituto Nazionale di Astrofisica e le Università della Campania Vanvitelli e di Catania, Napoli, Salerno, Genova, Sapienza Università di Roma e il Politecnico di Bari.

Infine, il 15 novembre, si è tenuto il kick off meeting del progetto IRIS, Italian Integrated Environmental Research Infrastructures System, tra i vincitori del bando PNRR per le Infrastrutture di Ricerca. IRIS, di cui anche in questo caso l’INFN è proponente e capofila, si comporrà di un’infrastruttura distribuita su tutto il territorio nazionale per sviluppare tecnologie superconduttive ad alta temperatura e ad alto campo magnetico sia per applicazioni civili, come cavi di connessione per il trasporto di energia elettrica e la riduzione delle perdite energetiche, sia per la realizzazione di magneti per gli acceleratori di particelle di prossima generazione, e in particolare per il Future Circular Collider (FCC), il grande collisore di particelle proposto per subentrare a LHC al CERN. Con una durata prevista di 30 mesi, il progetto sarà finanziato da un contributo di 60 milioni di euro. L’INFN parteciperà al progetto attraverso le Sezioni di Genova, il gruppo collegato di Salerno, i Laboratori Nazionali di Frascati e il Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata (LASA) di Milano, che svolgerà il ruolo di coordinamento delle attività di IRIS. Molti i partner che affiancheranno l’INFN: le Università di Genova, Milano, Napoli, del Salento e di Salerno, e l’Istituto superconduttori, materiali innovativi e dispositivi (SPIN) del CNR.

69 diplomate e diplomati e 134 laureate e laureati in discipline tecnico-scientifiche saranno selezionati per lavorare su 18 nuovi progetti altamente innovativi finanziati dal PNRR con posizioni in tutta Italia. Un’opportunità unica che punta su giovani, parità di genere e sud Italia.

Sono 203 le nuove posizione bandite a concorso dall’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare per giovani laureati e laureate, e diplomati e diplomate, da reclutare in tutta Italia sui progetti di scienza di frontiera e a forte vocazione tecnologica finanziati con il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), di cui oltre il 40% al Sud.

“Grazie al PNRR si offre un’opportunità unica, soprattutto per molti e molte giovani, di entrare a far parte della comunità scientifica italiana e internazionale e di lavorare su nuovi progetti di punta per la ricerca di eccellenza”, commenta Antonio Zoccoli, presidente dell’INFN. “È un’opportunità per maturare un’esperienza di valore e crescere professionalmente, e per alcuni potrà anche essere l’inizio di una vera e propria carriera nel mondo della ricerca, con la possibilità di rimanere all’INFN oltre la conclusione dei progetti PNRR. Ci auguriamo che i nostri bandi suscitino quindi interesse e che siano in tante e tanti a presentare domanda per partecipare ai concorsi”, conclude Zoccoli.

Si selezionano 69 neodiplomate e neodiplomati ITIS o di scuola superiore con breve esperienza professionale per profili di tecnico negli ambiti del calcolo, dell’elettronica e della meccanica e laureate e laureati magistrali in fisica, ingegneria, informatica, matematica, biologia per 134 posizioni di tecnologo della ricerca a tempo determinato. Le competenze richieste sono di meccanica, sistemi di alto vuoto, sistemi criogenici, elettronica, elettrotecnica, rivelatori e acceleratori di particelle, laser di potenza e sistemi ottici. Tra queste, un numero cospicuo di posizioni è dedicato al calcolo sistemistico e per lo sviluppo di software innovativo e sistemi di intelligenza artificiale.

I neoassunti lavoreranno su 18 nuovi progetti altamente innovativi nei campi della fisica delle particelle elementari, dell’astrofisica, della fisica delle onde gravitazionali e dei neutrini e in molti aspetti di fisica applicata che includono la superconduttività, la fisica medica, lo sviluppo di tecniche innovative di accelerazione di particelle, il calcolo quantistico e l’intelligenza artificiale. Un’opportunità unica per molti giovani di entrare a far parte della comunità scientifica italiana e internazionale e di lavorare su nuovi progetti di punta della ricerca di eccellenza.

I contratti, con una durata di 24 mesi, saranno assegnati tramite concorso pubblico. Le sedi di lavoro sono distribuite su tutto il territorio nazionale e, come previsto dal PNRR, una particolare attenzione sarà riservata al Sud Italia, con oltre il 40% delle posizioni bandite. Tra le città con il maggior numero di posizioni aperte vi sono Bari, Bologna, Catania, Roma e Napoli.

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Si è tenuto oggi, lunedì 19 dicembre, l’incontro che segna l’inizio delle attività di ETIC (Einstein Telescope Infrastructure Consortium), consorzio nato e finanziato nell’ambito della Missione 4 coordinata dal MUR Ministero dell’Università e della Ricerca del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, di cui l’INFN è sia proponente che capofila. Scopo del nuovo soggetto, che riunisce università ed enti di ricerca nazionali, sarà quello si sostenere la candidatura italiana a ospitare l’interferometro gravitazionale di nuova generazione Einstein Telescope (ET), uno dei più grandi e ambiziosi progetti indicati dalla roadmap ESFRI, lo European Strategy Forum on Research Infrastructure, come infrastruttura di ricerca di interesse strategico per l’Europa. A fronte di un investimento totale di 50 milioni di euro, entro i prossimi 30 mesi, ETIC si occuperà della preparazione e della realizzazione dello studio di fattibilità e della caratterizzazione del sito individuato per ET, la miniera dismessa di Sos Enattos, nel Nuorese, e della creazione di una rete di laboratori di ricerca per lo sviluppo delle tecnologie che saranno adottate dal nuovo osservatorio gravitazionale.

ETIC rappresenta la volontà di cogliere le rilevanti opportunità che la presenza nel nostro paese di una infrastruttura di ricerca come ET garantirebbe. Il disegno avanzato e le tecnologie di frontiera di cui si avvantaggerà il nuovo interferometro permetteranno infatti di ampliare lo spettro di sorgenti gravitazionali osservabili. Senza dimenticare le ricadute economiche legate all’eventuale realizzazione dell’osservatorio in Sardegna, che si tradurrebbe nell’affidamento di appalti per la gestione dei servizi necessari per lo svolgimento delle attività di ricerca e con il rilancio dell’area selezionata per ospitare il sito.

Oltre alla preparazione, alla progettazione e all’esecuzione degli studi di fattibilità e di caratterizzazione del sito di Sos Enattos, che contribuiranno a sostenere la candidatura dell’Italia, uno dei principali obiettivi di ETIC – le cui attività si articoleranno in tre fasi nell’arco dei prossimi trenta mesi – è l’individuazione, lo studio e lo sviluppo di tecnologie abilitanti per ET attraverso la creazione di una rete di laboratori, e il potenziamento o la realizzazione di strutture dedicate presso le università e gli enti coinvolti nel progetto.

“È di fondamentale importanza per il nostro paese prepararsi al meglio per la sfida scientifica e tecnologica rappresentata dalla realizzazione di ET. Per questo ETIC è un progetto strategico: perché offre le condizioni e le risorse per condurre le ricerche necessarie allo sviluppo delle nuove tecnologie di interferometria gravitazionale che serviranno a raggiungere la sensibilità prevista da ET, come nuovi sistemi per l’abbattimento del rumore sismico e di quello termico, soluzioni innovative nel campo della fotonica, dell’ottica e dell’elettronica e infine nuovi materiali per realizzare gli specchi. Nei prossimi tre anni, saranno quindi aperte molte posizioni lavorative dedicate a tecnici e tecnologi, 48 solo in questa prima fase del progetto”, illustra Michele Punturo, ricercatore della sezione di Perugia dell’INFN e coordinatore scientifico di ETIC.

Con ETIC, l’INFN punta a consolidare il ruolo di leadership dell’Italia nel settore dedicato allo studio delle onde gravitazionali, già ampiamente riconosciuto in virtù del fondamentalmente contributo fornito alla realizzazione e alle attività di Virgo, l’interferometro gravitazionale europeo ospitato a Cascina, nei pressi di Pisa, e gestito dal consorzio EGO (European Gravitational Observatory), di cui l’INFN è socio fondatore insieme al Centro Nazionale della Ricerca Scientifica francese (CNRS).

“L’impegno dell’INFN nei confronti di Einstein Telescope è sicuramente ingente e si muove su due binari paralleli. Ad affiancare ETIC, vi saranno infatti le attività svolte nell’ambito di EGO, il cui organo direttivo, nel corso della sua ultima assemblea, svoltasi lo scorso 2 dicembre, ha deciso di fornire pieno sostegno al progetto ET”, specifica Marco Pallavicini, vicepresidente dell’INFN e Presidente del Council di Ego.

L’INFN partecipa al progetto ETIC attraverso le Sezioni di Bologna, Cagliari, Genova, Napoli, Padova, Perugia, Pisa, Roma e Roma Tor Vergata, Torino, i Laboratori Nazionali del Gran Sasso e i Laboratori Nazionali del Sud. Molti i partner che affiancheranno l’INFN: Alma Mater Studiorum – Università di Bologna, Università degli studi di Cagliari, Università degli Studi di Padova, Università degli Studi di Perugia, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Università degli Studi di Napoli Federico II, Istituto Nazionale di Astrofisica, Sapienza Università di Roma, Università degli Studi di Genova, Gran Sasso Science Institute, Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli, Agenzia Spaziale Italiana, Università di Pisa

Anche quest’anno, in occasione della Giornata Nazionale dello Spazio, istituita nel 2021 per celebrare il lancio del primo satellite italiano, il San Marco 1, avvenuto il 16 dicembre 1964, l’INFN organizza una serie di eventi volti a promuovere e a comunicare al pubblico le attività spaziali del nostro paese e il loro impatto in termini di produzione di conoscenza e di innovazione tecnologica. Un settore a cui l’INFN contribuisce con un ruolo di primo piano grazie alle proprie risorse, competenze e capacità tecnologiche. Tre gli appuntamenti INFN in programma domani, venerdì 16 dicembre: il webinar dal titolo ‘Marte chiama, LaRA riflette’, organizzato dai Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) dell’INFN; il ciclo di incontri ‘Dalla lanterna allo spazio 2022: il contributo genovese allo studio del nostro universo’, organizzato dalla sezione INFN e dall’Università di Genova; l’evento ‘Bari e lo Spazio – Tra Scienza e Fantascienza’, organizzato dalla sezione INFN, dall’Università e dal Politecnico di Bari. A questi si aggiungerà, alle ore 11, la visita di Paolo Nespoli al CERN, dove l’astronauta italiano dell’ESA dialogherà con i ricercatori dell’INFN che lavorano nel POCC, il centro di controllo del rivelatore spaziale AMS-02, esperimento ospitato sulla Stazione Spaziale Internazionale. 

La giornata INFN dedicata allo spazio avrà inizio alle ore 11:30 con il webinar ‘Marte chiama LaRA riflette’, che vedrà come protagonista Luciana Filomena, ricercatrice e componente del gruppo SFC_Lab, laboratorio dei LNF specializzato nella ricerca spaziale. L’incontro si concentrerà su uno dei componenti del rover marziano della NASA Perceverance, che ha raggiunto il Pianeta Rosso il 19 febbraio 2021, il microriflettore LaRA (Laser Retroreflector Array), sviluppato e realizzato per conto dell’Agenzia dal gruppo SCF_LAB. I microriflettori, strumenti passivi che consentono di misurare le distanze nello spazio riflettendo gli impulsi laser inviati da una sorgente, potranno essere impiegati nelle future missioni su Marte come punti di riferimento, per controllare e aumentare la precisione dei sistemi di navigazione dei rover. Sarà possibile seguire il webinar sul canale YouTube dei Laboratori Nazionali di Frascati: https://www.youtube.com/watch?v=6MLiGW2cn78&ab_channel=INFNLNFLaboratoriNazionalidiFrascati

Una tavola rotonda dal titolo ‘La ricerca accademica spaziale’, che metterà a confronto rappresentanti del mondo della ricerca dell’Università, del Politecnico e della sezione INFN di Bari sulle attività svolte in ambito spaziale, e un evento dedicato al rapporto tra ricerca spaziale e fantascienza, con protagonista l’astronauta Umberto Guidoni. Sono questi gli appuntamenti proposti da ‘Bari e lo Spazio – Tra Scienza e Fantascienza’. L’iniziativa, che si rivolge soprattutto agli studenti universitari, avrà luogo nell’Aula A del Dipartimento Interateneo di Fisica “M. Merlin” dell’Università di Bari ‘Aldo Moro’ con inizio alle ore 14:00.

A partire dalle 14:30, presso l’aula magna del dipartimento di fisica dell’Università di Genova, si svolgerà infine il ciclo di incontri ‘Dalla lanterna allo spazio 2022: il contributo genovese allo studio del nostro universo’, durante il quale docenti e ricercatori racconteranno agli studenti universitari e a tutto il pubblico le più suggestive e promettenti ricerche riguardanti il nostro universo, la coinvolgente avventura dell’esplorazione umana e robotica dello spazio e le prospettive della space economy. Sarà possibile seguire l’evento, in diretta streaming sul canale YouTube dell’INFN di Genova: https://www.youtube.com/watch?v=_XI2RKy3OlE&ab_channel=INFNGenovaDivulgazione 

Oggi, 13 dicembre 2022, dalle 16 alle 18 si svolge l’evento online nazionale di apertura della VII edizione di Lab2Go – Fisica, progetto PCTO dell’INFN, nato nel 2015 in collaborazione con Sapienza Università di Roma.

In queste settimane le sedi di Roma, Napoli e Cagliari stanno proponendo alcuni eventi locali in presenza per inaugurare il percorso dell’anno scolastico 2022-2023 con i nuovi partecipanti, mentre oggi, studenti da tutta Italia parteciperanno all’evento nazionale via zoom, durante il quale saranno presentati il progetto e le sedi INFN che collaboreranno con le scuole partecipanti: Bari, Cagliari, Cosenza, Ferrara, Firenze, Genova, LNGS, LNS, Milano, Napoli, Potenza, Padova, Pavia, Perugia, Roma, Roma Tor Vergata, Torino, Trento e Trieste.

L’obiettivo di Lab2Go è avvicinare le studentesse e gli studenti alla scienza sperimentale, grazie alla riqualificazione e catalogazione dei laboratori presenti nelle loro scuole e coinvolgendoli nella formazione dei docenti e di altri studenti in merito agli esperimenti che si possono condurre in questi laboratori. Il progetto è sviluppato in sette percorsi disciplinari: fisica, chimica, biologia animale, botanica, scienze della terra, informatica e robotica, e musei scientifici. 

La VII edizione di Lab2Go si è ampliata sul territorio nazionale rispetto all’anno scorso, raggiungendo oltre 90 scuole e circa 900 studenti da Abruzzo, Basilicata, Calabria, Campania, Emilia-Romagna, Friuli-Venezia Giulia, Lazio, Liguria, Lombardia, Marche, Piemonte, Puglia, Sardegna, Sicilia, Toscana, Trentino-Alto Adige, Umbria e Veneto. 

Nuclei di atomi leggeri di antimateria possono viaggiare indisturbati nella nostra galassia per lunghe distanze, secondo uno studio della collaborazione internazionale ALICE, che ha visto un importante contributo dell’INFN, pubblicato oggi, 12 dicembre, sulla rivista Nature Physics. Prendendo in esame le interazioni tra il materiale di cui si compone l’apparato sperimentale di ALICE, uno dei quattro grandi rivelatori dell’acceleratore LHC del CERN, e l’antimateria prodotta nelle collisioni tra protoni e tra ioni pesanti, i ricercatori sono stati infatti in grado di determinare per la prima volta il tasso di assorbimento di nuclei di antielio-3 da parte della materia ordinaria. La misura mostra la scarsa interazione tra i nuclei leggeri di antimateria e la materia ordinaria della Via Lattea, fornendo importanti informazioni per la ricerca, condotta con osservatori spaziali o con palloni sonda, di quei candidati di materia oscura che decadendo potrebbero emettere nuclei di antielio-3, di antideuterio o antiprotoni, rivelabili nelle vicinanze della Terra.

L’utilizzo di rivelatori spaziali, come AMS-02 (Alpha Magnetic Spectrometer) a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, esperimento frutto di una collaborazione internazionale in cui l’Italia svolge un ruolo di primo piano con l’INFN e l’ASI Agenzia Spaziale Italiana, è centrale per la comprensione di quali meccanismi fisici siano alla base della produzione di antimateria nello spazio, che potrebbe essere il risultato dell’interazione tra i raggi cosmici e il mezzo interstellare, ma anche dell’annichilazione di una ipotetica classe di particelle, di grande massa e poco interagenti, denominate WIMP (Weakly Interacting Massive Particle), di cui potrebbe essere costituita la materia oscura.

“Per verificare se le WIMP siano effettivamente la fonte di una parte dell’antimateria rivelabile grazie a esperimenti spaziali, è necessario determinare il flusso di antinuclei che ci si aspetta raggiunga la Terra, in modo tale da confrontarlo con i dati effettivamente raccolti dal rivelatore. Il flusso dipende dal tipo di sorgenti astrofisiche note che potrebbero essere responsabili dell’emissione di antimateria nella nostra galassia e dalla velocità con cui esse producono antinuclei, ma anche dall’eventuale numero di antinuclei che scompaiono a causa di annichilazione e assorbimento quando incontrano la materia”, spiega Manuel Colocci, ricercatore INFN dell’Università di Bologna.

Al fine di migliorare le misure sul tasso di assorbimento degli antinuclei da parte della materia e di aiutare il riconoscimento di eventuali segnali di materia oscura, può risultare decisivo l’apporto delle indagini condotte mediante l’utilizzo di acceleratori come LHC, vere e proprie fabbriche in cui l’antimateria, prodotta nelle collisioni ad alta energia tra particelle, entra in contatto con i materiali di cui sono composti i rivelatori come ALICE. Una situazione analoga all’interazione tra gli antinuclei di origine spaziale e la materia in cui questi si imbattono nel loro viaggio nella nostra galassia.

“ALICE ci ha fornito il contesto ideale per tracciare i nuclei di antielio-3 generati a seguito dalla collisione tra ioni pesanti e tra protoni, e di identificare con precisione la loro eventuale scomparsa a seguito dell’interazione con le componenti del rivelatore”, spiega Pavel Larionov, ricercatore dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN e CERN.

Attraverso l’utilizzo dei dati così ottenuti e di un programma in grado di simulare la distribuzione di particelle nelle galassie, i ricercatori di ALICE hanno perciò potuto stimare le trasparenze della Via Lattea rispetto ai nuclei di antielio-3, ovvero la capacità della nostra galassia di lasciar passare questi antinuclei senza che vengano assorbiti, sulla base di due diversi modelli astrofisici che descrivono le possibili sorgenti di antimateria, mostrando come in entrambi i casi i nuclei di antielio-3 siano in grado di percorrere indisturbati lunghe distanze, di diverse migliaia di anni luce.

“Mentre uno dei modelli impiegati ipotizza come sorgente degli antinuclei l’interazione tra raggi cosmici e mezzo interstellare, – spiega Andrea Dainese, coordinatore della fisica di ALICE e ricercatore della sezione INFN di Padova – il secondo, che prevede l’esistenza delle WIMP, imputa al decadimento di questi candidati di materia oscura la produzione dell’antielio-3. In entrambi gli scenari i nostri risultati evidenziano una elevata trasparenza della Via Lattea rispetto agli antinuclei leggeri, tra il 25% e il 90%, a secondo dell’energia dell’antinucleo, nel primo, e di circa il 50% nel secondo, dimostrando come anche i nuclei di antielio-3 provenienti dal centro della nostra galassia potrebbero raggiungere la Terra”.

“Oltre a fornire informazioni preziose per comprendere la natura dei flussi di antimateria spaziale che raggiungono le vicinanze della Terra, la misura fornisce prove a favore della validità delle ricerche sulla materia oscura condotte mediante lo studio dei nuclei leggeri di antimateria. Un risultato a cui l’INFN ha contribuito in larga misura, nello specifico con ricercatori di Bologna e dei Laboratori Nazionali di Frascati, e più in generale attraverso un’ampia partecipazione ai gruppi di lavoro sulla produzione di nuclei e antinuclei leggeri da parte di ricercatori di diverse sedi INFN della collaborazione ALICE”, conclude Massimo Masera, responsabile nazionale di ALICE per l’INFN.