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Massimo Carpinelli, professore all’Università di Milano Bicocca e ricercatore associato all’INFN, sarà il prossimo direttore dell’Osservatorio Gravitazionale Europeo, EGO, a partire dal 1° gennaio 2023. Il suo incarico è stato approvato lo scorso 14 giugno dal Council di EGO, l’organo di governo del Consorzio internazionale composto dai rappresentanti delle tre istituzioni scientifiche che lo finanziano: l’italiano Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN),  il francese Centre National de la Recherche Scientifique CNRS e l’olandese NWO-I, Netherlands Foundation of Scientific Research Institutes, rappresentato dal Laboratorio Nikhef. Carpinelli succederà in questo ruolo a Stavros Katsanevas, professore all’Università Paris Denis-Diderot e direttore di EGO dal 2018.

“Ringrazio il Council di EGO per questo importante incarico che mi è stato attribuito in un momento particolarmente significativo per la nostra comunità”, ha commentato Massimo Carpinelli. “I prossimi anni saranno, infatti, estremamente interessanti ma anche impegnativi: ci aspettiamo risultati considerevoli dai futuri cicli di presa dati dei nostri rivelatori, e ci attende il completamento del programma di potenziamento del nostro rivelatore Advanced Virgo +. Lavorerò perché EGO rafforzi ulteriormente la sua dimensione internazionale, una dimensione insita nell’impresa scientifica legata alle onde gravitazionali, dall’intuizione visionaria di Adalberto Giazotto e Alain Brillet, alla scoperta delle onde gravitazionali, al premio Nobel, fino alla vera e propria rivoluzione scientifica che stiamo vivendo: l’avventura è appena iniziata”, conclude Carpinelli.

“L’esperimento VIRGO e il Consorzio EGO sono attività prioritarie per l’INFN. Rappresentano il presente della nuova fisica delle onde gravitazionali in Europa, e sono le fondamenta scientifiche del futuro Einstein Telescope”, commenta Marco Pallavicini. “Siamo felici della decisione del Council di nominare Massimo Carpinelli come nuovo direttore di EGO per il triennio 2023-2025. Auguriamo a Massimo buon lavoro, fiduciosi di future nuove scoperte in O4, O5 e oltre”, conclude Pallavicini.

Massimo Carpinelli si è laureato e dottorato all’Università di Pisa, dove è stato Professore Associato fino al 2006. È attualmente Professore Ordinario presso il Dipartimento di Fisica “G. Occhialini” dell’Università di Milano Bicocca. È stato Rettore dell’Università di Sassari e componente della Giunta della Conferenza dei Rettori delle Università Italiane, presidente della Commissione Scientifica dedicata alla ricerca tecnologica e applicazioni interdisciplinari dell’INFN. Ha partecipato agli esperimenti di fisica delle particelle ALEPH al CERN a Ginevra, e BaBar allo SLAC National Accelerator Laboratory in California. 

EGO, l’Osservatorio Gravitazionale Europeo è stato fondato nel 2000 dall’italiano Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dal francese Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). NWO-I, Netherlands Foundation of Scientific Research Institutes, rappresentato dal Laboratorio Nikhef, si è aggiunto come membro associato nel 2022. La sua missione è assicurare l’operatività, il mantenimento e il potenziamento dell’interferometro per la rivelazione di onde gravitazionali Virgo, e promuovere la ricerca nel campo delle onde gravitazionali in Europa.

 

 

 

Lunedì 20 giugno è mancato Ferdinando Amman, scienziato tra i fondatori dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN.

Subito dopo la laurea in ingegneria elettrotecnica, conseguita a Milano nel 1953, Ferdinando Amman fu scelto da Giorgio Salvini per far parte del gruppo dei “primi della classe” che costruirono l’elettrosincrotrone a Frascati, al tempo l’acceleratore più efficiente di quel tipo al mondo. Nel periodo dal 1963 al 1967 Amman contribuì alla progettazione e diresse la realizzazione dell’anello ad accumulazione per elettroni e positroni di alta energia ADONE, 15 volte più grande di ADA, il primo collisore materia-antimateria. E dal 1973 al 2004 è stato docente di fisica presso la facoltà di ingegneria dell’Università di Pavia, dove si è occupato di energetica e di fisica dei plasmi densi.

“Ferdinando Amman è stato uno dei padri fondatori dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN,” racconta Fabio Bossi, direttore dei laboratori, e aggiunge: “Credo sia importante sottolineare come, sotto la sua guida, si sia formata una generazione di fisici, ingegneri e tecnici esperti di macchine acceleratrici, le cui competenze si sono propagate sino ad oggi e rappresentano l’identità dei nostri laboratori.”

“In un suo scritto, Amman ricordava il periodo della costruzione di ADONE come gli anni d’oro dei Laboratori di Frascati”, ricorda Giulia Pancheri, ricercatrice dei LNF. “In quegli anni ero borsista ai laboratori con il gruppo di Bruno Touschek e ricordo Ferdinando Amman come un uomo di grande carisma e determinazione, un poco distante da noi giovani borsisti, ma tale da trasmettere a chi gli stava intorno ammirazione e rispetto per la grande impresa in cantiere di cui era direttore, ADONE, che avrebbe portato l’Italia e i Laboratori alla frontiera della scoperta di nuove particelle.”

Una nuova terapia sperimentale con fasci di neutroni sarà sviluppata in Italia grazie alla collaborazione tra CNAO, Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Politecnico di Milano e Università di Pavia. Al CNAO sarà installato per la prima volta in Italia un acceleratore per la produzione di fasci di neutroni, progettato per l’attività di ricerca clinica. L’obiettivo è colpire con maggiore precisione le cellule di tumori particolarmente complessi

Milano, 22 giugno 2022 – Il CNAO, Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il Politecnico di Milano e l’Università di Pavia hanno firmato un accordo di collaborazione per sviluppare una terapia sperimentale che prevede l’utilizzo di neutroni per colpire le cellule di tumori particolarmente aggressivi. L’accordo, della durata di 5 anni, ruota attorno all’acceleratore per la produzione di fasci di neutroni che sarà installato al CNAO nel 2024 e sarà utilizzato per sviluppare la Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) che consiste nell’irraggiare con fasci di neutroni le cellule tumorali dopo aver veicolato al loro interno un farmaco contenente un atomo di un particolare elemento chimico, il Boro-10. L’interazione tra i neutroni e il Boro-10 determina la distruzione selettiva delle cellule tumorali e si prevede possa essere molto efficace per combattere tumori particolarmente complessi.

Fino a pochi anni fa la produzione di neutroni in quantità sufficiente ad innescare questo processo era possibile solo attraverso i reattori nucleari. I recenti sviluppi in questo campo hanno dato vita all’acceleratore di piccole dimensioni che sarà installato al CNAO, unico in Italia.

Questa tecnologia è messa a disposizione da Tae Life Sciences, azienda statunitense che ha scelto di investire nella ricerca italiana. La BNCT rappresenta una nuova e ulteriore frontiera dell’applicazione della fisica alla medicina nel contesto del CNAO, che già oggi è uno dei soli 6 centri al mondo in grado di utilizzare fasci di particelle (ioni carbonio e protoni) per curare tumori non operabili e radio-resistenti.

La collaborazione tra CNAO, INFN, Università di Pavia e Politecnico di Milano, che vedrà lavorare ognuno per il proprio specifico ambito di competenza, si focalizzerà sull’avvio della sperimentazione pre-clinica e clinica della BNCT e sull’ottenimento della marcatura CE che certifica che il dispositivo medico rispetti i requisiti essenziali per la sicurezza del paziente.

Gianluca Vago, presidente del CNAO: “La collaborazione con INFN, Politecnico di Milano e Università di Pavia darà un ulteriore impulso alla ricerca scientifica contro il cancro. Lo sviluppo della BNCT rientra in un più ampio progetto di ampliamento di CNAO grazie al quale il nostro Centro nel 2024 sarà l’unico al mondo in grado di utilizzare tecniche avanzate basate sull’utilizzo di più particelle – oltre al carbonio e ai protoni, neutroni, assieme a elio a altre ancora”

Diego Bettoni, Giunta Esecutiva dell’INFN: “La BNCT, che sfrutta i neutroni per i trattamenti oncologici, è una tecnica innovativa che si colloca alla frontiera dell’adroterapia, e in generale delle applicazioni della fisica alla medicina: ambiti che rappresentano una parte molto significativa delle attività dell’INFN di trasferimento tecnologico e delle conoscenze. L’accordo per la BNCT, appena sottoscritto con CNAO, Università di Pavia e Politecnico di Milano, da un lato consolida ulteriormente l’importante e duratura collaborazione tra l’INFN e il CNAO, dall’altro contribuisce a portare a realizzazione soluzioni nuove per la terapia oncologica, che ci auguriamo possano nel futuro produrre il più ampio impatto positivo a beneficio della società”.

Ferruccio Resta, rettore Politecnico di Milano: “La lotta al cancro rappresenta una delle più grandi scommesse dei nostri tempi. Le competenze messe in campo dal Politecnico di Milano, tramite il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, si rivelano un importante alleato. Tecnologie sempre più avanzate svolgono un ruolo centrale: dalla robotica all’analisi dei dati, dai sistemi di elaborazione delle immagini ai modelli matematici, dai sistemi predittivi al machine learning. Con questo accordo CNAO e Politecnico di Milano proseguono una collaborazione consolidata nel tempo, insieme ad importanti eccellenze sul territorio nazionale quali INFN e Università di Pavia”.

Francesco Svelto, Rettore dell’Università di Pavia: “Con l’introduzione della nuova terapia con neutroni e l’ampliamento del CNAO, Pavia si conferma ai vertici internazionali della medicina oncologica e della ricerca contro il cancro. Questa tecnica, unica in Italia, è stata sviluppata dall’Università di Pavia in oltre vent’anni anni di ricerca: il primo esperimento BNCT è del dicembre 2001. La Boron Neutron Capture Therapy vede l’apporto delle competenze multidisciplinari del nostro Ateneo: fisici, ingegneri, biologi, medici, oltre agli IRCCS del sistema universitario. Si apre ora la fase cruciale di sperimentazione che ci vedrà impegnati al fianco di eccellenze come il CNAO, l’INFN e il Politecnico di Milano. Grazie al CNAO, la nuova terapia oncologica permetterà di trasferire gli esiti della ricerca alle applicazioni sui pazienti, per le cure oncologiche”.

La BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) si basa sull’interazione tra un fascio di neutroni termici e il Boro-10, isotopo naturale non radioattivo del boro (un semimetallo), che viene veicolato all’interno delle cellule tumorali grazie a una molecola che funge da “vettore”.

La tecnica consiste nella somministrazione di un farmaco (il più utilizzato oggi è la Borofenilalanina-BPA), che trasporta il nucleo di Boro-10 all’interno delle cellule tumorali. Il Boro-10 si accumula in misura significativamente maggiore nelle cellule tumorali, rispetto alle cellule normali, per la maggiore richiesta metabolica delle prime.

Il passaggio successivo prevede l’irraggiamento con neutroni dell’area che contiene la neoplasia; la conseguente reazione nucleare, che è selettiva perché si esercita solo sul nucleo di Boro-10 selettivamente captato dalle cellule tumorali, libera energia capace di distruggere la cellula tumorale.

Pavia era già stata pioniera in questa tecnica, applicata al trattamento di due pazienti con metastasi epatiche, grazie ai lavori portati avanti nei primi anni 2000 da esperti del Policlinico San Matteo e dell’Università di Pavia.

Medici, fisici, radiobiologi e ingegneri di CNAO, INFN, Politecnico di Milano e Università di Pavia collaboreranno, ognuno nell’ambito delle proprie competenze, per: ottenere la marcatura CE dell’acceleratore per la produzione di neutroni e del sistema di somministrazione del Boro-10, che certificherà la sicurezza di questi strumenti per i pazienti; avviare la ricerca pre-clinica e clinica; definire i protocolli clinici di ricerca; misurare la qualità dei fasci e impostare i sistemi di radioprotezione; sviluppare nuovi composti per la somministrazione del Boro-10 e studiare la concentrazione del Boro-10; affinare il calcolo della dosimetria per gli esperimenti radiobiologici e i modelli computazionali per la simulazione del trattamento.

L’area per la ricerca sulla BNCT troverà spazio all’interno del nuovo edificio che sorgerà a fianco dell’attuale sede del CNAO a Pavia e che ospiterà anche la nuova protonterapia del Centro che sarà dotata di un sistema rotante in grado di far ruotare i fasci di particelle attorno al paziente per un trattamento più preciso ed efficace dei tumori, particolarmente indicato per i pazienti pediatrici. Del progetto di ampliamento del CNAO fa parte anche l’installazione di una terza sorgente di particelle, in aggiunta alle due esistenti da cui oggi già si estraggono ioni carbonio e protoni. La terza sorgente, che sarà realizzata con la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e della società di servizi di ingegneria HiFuture, permetterà di utilizzare ferro, litio, elio e ossigeno.

A poche settimane dall’inizio dell’atteso terzo periodo di presa dati (Run3) del Large Hadron Collider del CERN, le collaborazioni ATLAS e CMS hanno conferito premi speciali ai giovani scienziati e scienziate che si sono distinti, con i loro contributi, nel lungo e complesso lavoro di manutenzione e aggiornamento dei due grandi esperimenti, già protagonisti nel 2012 della scoperta del bosone di Higgs. Tra i vincitori del riconoscimento, molte le ricercatrici e i ricercatori dell’INFN.

ATLAS

Sono stati 17 i riconoscimenti (Outstanding Achievement Awards) assegnati dalla collaborazione ATLAS, che ha premiato un gruppo di giovani ricercatori provenienti da diversi paesi e diverse istituzioni per i loro eccezionali contributi nel lavoro di completamento e messa a punto dei nuovi rivelatori che compongono la New Small Wheel (NSW), il principale upgrade eseguito sull’esperimento. Nella lista dei vincitori, anche Chiara Arcangeletti e Giada Mancini, dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, Luigi Longo, della sezione INFN di Lecce, ed Emanuele Romano, della sezione INFN di Pavia.  

I premi testimoniano quindi il ruolo centrale svolto dai quattro ricercatori premiati, e dai loro gruppi INFN di appartenenza presenti in ATLAS, nel completamento, entro i tempi stabiliti, del progetto. L’INFN è stato infatti responsabile dello sviluppo, realizzazione e installazione di 32 rivelatori di nuova generazione a gas, chiamati Micromegas, dell’NWW. Un lavoro che ha richiesto la definizione di nuove tecniche di produzione e di un grande sforzo scientifico, tecnico e organizzativo.

CMS

Altrettanto fondamentale l’attività svolta dagli scienziati INFN nell’ambito dell’aggiornamento dell’esperimento CMS, come dimostra l’elenco dei vincitori del premio assegnato per il loro lavoro, che ha riguardato la maggior parte delle attività di progettazione, sviluppo, implementazione e calibrazione dei nuovi sistemi di rivelazione e acquisizione dati.

Ad aggiudicarsi il riconoscimento, Andrea Bellora e Marta Tornago, della sezione INFN di Torino, Francesco Brivio, della sezione INFN di Milano Bicocca, Lisa Borgonovi, della sezione INFN di Bologna, e Andrea Gozzellino, dei Laboratori Nazionali di Legnaro dell’INFN.

Sabato 18 giugno, è mancato Giovanni Fiorentini. Da poco proclamato professore emerito all’Università di Ferrara, Fiorentini è stato direttore della Sezione INFN di Ferrara prima, e poi dei Laboratori Nazionali di Legnaro, dal gennaio 2010 al dicembre 2016. Gianni è stato un fisico di grande spessore capace di promuovere e sviluppare progetti di notevole interesse teorico e sperimentale. Tra questi, l’avvio del progetto APE assieme a Nicola Cabibbo e Giorgio Parisi; la proposta, assieme a Claus Rolfs e Marcel Arnould, di una revisione critica dei dati di astrofisica nucleare rilevanti per i neutrini solari, che poi si è sviluppata come NACRE (Nuclear Astrophysics Compilation of REaction rates), e la proposta di un laboratorio sotterraneo per l’astrofisica nucleare (LUNA) presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. In collaborazione con i geologi del gruppo di Luigi Carmignani e con i fisici del gruppo di Gianpaolo Bellini, Fiorentini aveva inoltre sviluppato una ricerca interdisciplinare sulle prospettive di studio dell’interno della Terra offerte dai geoneutrini osservati dall’esperimento Borexino ai Laboratori del Gran Sasso.
Ai Laboratori Nazionali di Legnaro, è stato direttore in una fase molto importante del progetto SPES che ha voluto supportare proponendo la riorganizzazione nelle quattro fasi (alfa, beta, gamma, delta), e sviluppando il progetto LARAMED (Laboratorio di Radioisotopi per la Medicina), un progetto pensato per attività di ricerca e produzione di radioisotopi che oggi è parte integrante della struttura dei LNL. Nel periodo della sua direzione sono state completate l’infrastruttura edilizia di SPES, l’installazione e la prima accensione del ciclotrone P70.
Gianni era una persona eclettica, concreta e molto determinata, ha sempre agito da protagonista, guardando al futuro e ai giovani, apportando idee che spesso si sono concretizzate in nuove decisive attività. Ha sostenuto i progetti del Laboratorio ponendo molta attenzione al personale in formazione e a tempo determinato. Ha curato l’immagine dei laboratori di Legnaro e della fisica nucleare, e ha sempre dedicato grande attenzione e impegno ai rapporti con il territorio. A questo scopo aveva promosso una serie di seminari divulgativi per la popolazione legnarese “Nuclei per l’ambiente, la cultura e la salute”, la realizzazione di un centro visite dei Laboratori di Legnaro, l’aggiornamento del loro sito web e la crescita di un gruppo locale dedicato alla comunicazione scientifica.

 

 

 

 

Si è conclusa con pieno successo nelle prima ore di ieri 14 giugno la complessa operazione marina, iniziata lo scorso 2 giugno, effettuata dalla Collaborazione scientifica KM3NeT al sito abissale al largo di Capo Passero, in Sicilia, per ampliare l’apparato ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss).

KM3NeT è l’ambizioso progetto internazionale per la ricerca sui neutrini nel Mediterraneo che comprende gli apparati sottomarini ARCA, per la ricerca di neutrini cosmici fino a energie estreme, e ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), dedicato allo studio dei meccanismi di oscillazione dei neutrini. L’apparato ARCA consiste in una rete di stringhe, dette linee di rivelazione, alte fino a 700 metri e ancorate al fondale marino, ciascuna delle quali è equipaggiata con più di 500 rivelatori ultra-sensibili (fotomoltiplicatori) installati in 18 moduli ottici. Il sito di installazione è a 3.500 metri di profondità, a circa 80 chilometri dalla costa.

Quella appena conclusa è stata la prima campagna marina di KM3NeT durata ben due settimane. Tale infatti era il volume della strumentazione da installare che è stato necessario effettuare le operazioni in due fasi: durante la prima fase sono state installate due junction box, le strutture sottomarine utilizzate per il collegamento delle linee di rivelazione e che permettono di comunicare con la stazione di controllo dell’apparato a riva, e 4 nuove linee di rivelazione. Nella seconda fase sono state installate 7 nuove linee di rivelazione.

Come risultato di questa operazione, la dimensione dell’apparato sottomarino ARCA è più che raddoppiata, comprendendo ora 19 linee di rivelazione, equipaggiate in totale con più di 10.000 fotomoltiplicatori. Il volume dell’apparato è già circa 2,5 volte più grande dell’apparato predecessore ANTARES. 

Base di partenza per le operazioni è stato come per le precedenti operazioni il porto di Malta. La nave utilizzata è la Handin Tide, della ditta Fugro, già utilizzata con successo nella campagna marina dello scorso settembre.

“Enorme è stato lo sforzo della Collaborazione KM3NeT per garantire che tutte le operazioni potessero essere completate con la massima sicurezza ed efficienza”, spiega Klaus Leismüller dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN che ha coordinato le operazioni a bordo della nave. “Questo è stato possibile – prosegue Leismüller – grazie alla dedizione e professionalità della squadra internazionale di persone provenienti da una decina di laboratori in Italia, Francia e Olanda, impegnate nelle delicate operazioni in mare e anche a terra, dove in 30 si sono alternati nelle attività di test nella stazione di controllo dell’apparato a Capo Passero”.

Con questa operazione ci si avvia verso il completamento del progetto IDMAR, cofinanziato dalla Regione Sicilia nell’ambito del Po-Fesr 2014-2020. “Il pieno successo di questa campagna”, sottolinea Giacomo Cuttone, ricercatore dei Laboratori Nazionali del Sud e responsabile nazionale di KM3NeT, “è un risultato fondamentale per IDMAR e dimostra che abbiamo pieno controllo sulle complesse operazioni marine necessarie per la realizzazione di KM3NeT”.

“Operazioni complesse come questa appena conclusa sono la dimostrazione del livello di precisione raggiunto nella costruzione delle strutture da installare nelle profondità marine e nella affidabilità delle operazioni di installazione”, commenta Paolo Piattelli, ricercatore dei Laboratori Nazionali del Sud del’INFN e Operation Manager di KM3NeT/ARCA. “L’installazione di 7 linee di rivelazione in meno di 48 ore durante la seconda fase della campagna rappresenta un record di velocità che ci permette di programmare il proseguimento della costruzione dell’apparato in tempi compressi”, conclude Piattelli.

KM3NeT è una collaborazione internazionale composta da più di 250 persone provenienti da quasi 60 istituti in tutto il mondo. Il progetto è inserito nella roadmap Europea delle grandi infrastrutture di ricerca (ESFRI – European Strategy Forum on Research Infrastructures). L’INFN è tra i maggiori enti di ricerca impegnati in KM3NeT, con gruppi di ricerca attivi presso i Laboratori Nazionali del Sud e le Sezioni di Bari, Bologna, Catania, Genova, Napoli con il gruppo collegato di Salerno, e Roma, in collaborazione con le corrispondenti università.

IDMAR è un progetto finanziato dalla Regione Siciliana sul PO-Fesr 2014-2020, azione 1.5.1 per il potenziamento delle infrastrutture di ricerca marittima in Sicilia.

 

 

 

In Svezia, presso il centro di ricerca ESS European Spallation Source che ospiterà a Lund la più potente sorgente di neutroni al mondo, i primi protoni hanno attraversato il Drift Tube Linac 1, DTL1, uno dei componenti fondamentali dell’acceleratore di ESS realizzato in Italia da ricercatori e ricercatrici INFN.

Il DTL è un acceleratore lineare costituito da una sequenza di spazi acceleranti che consentono ai protoni di guadagnare energia ogni volta che vi passano attraverso. Gli spazi acceleranti sono alternati a tubi, dove le particelle vanno semplicemente alla deriva, da qui il nome “Drift Tube Linac”, in italiano letteralmente “acceleratore lineare a tubi di deriva”.
L’acceleratore lineare di ESS sarà, nel complesso, composto da cinque DTL, che accelereranno i protoni, prodotti da una sorgente di ioni realizzata in Italia presso i Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN, da 3,6 a 90 MeV, energia a cui i protoni viaggiano a circa metà della velocità della luce.
Dopo essere stati accelerati all’interno dei DTL, i protoni attraverseranno la componente superconduttiva dell’acceleratore di ESS, costruita in parte dal laboratorio INFN LASA di Milano, per raggiungere un’energia di 2 GeV, arrivando a muoversi a una velocità pari al 95% della velocità della luce, per poi essere direzionati su un bersaglio per generare i neutroni.

Ad oggi, i ricercatori che lavorano all’esperimento hanno completato l’installazione del primo DTL di ESS, dove sono stati accelerati i primi protoni che hanno raggiunto un’energia di oltre 20 MeV. Quando sarà pienamente operativo, con tutte le sue cinque componenti in funzione, il DTL di ESS sarà il Drift Tube Linac più potente al mondo.
I cinque componenti del DTL sono stati progettati da ricercatori dei Laboratori Nazionali di Legnaro e della Sezione di Torino dell’INFN, che hanno anche coordinato tutte le fasi relative al test e all’installazione dei DTL.

“Partecipare al design e alla costruzione di un’infrastruttura di ricerca d’avanguardia come ESS è una opportunità importante quanto rara, si tratta infatti di grandi progetti che per essere realizzati devono contare sull’impegno e le competenze specifiche di molti gruppi internazionali: in questo contesto, il nostro contributo è stato determinante e al contempo anche il ritorno per il nostro personale e per il nostro istituto è di estremo valore,” racconta Francesco Grespan, ricercatore presso i Laboratori Nazionali di Legnaro dell’INFN e responsabile nazionale per il DTL di ESS.

Il centro di ricerca multidisciplinare ESS, attualmente in costruzione in Svezia, sarà la sorgente di neutroni più potente al mondo quando entrerà in funzione nel 2025. ESS fornirà opportunità di ricerca uniche per migliaia di scienziati in una vasta gamma di settori, dalla scienza dei materiali all’energia, dalle scienze della vita alle applicazioni per i beni culturali.

È sempre più stretto il rapporto che lega la fisica alle neuroscienze, e allo studio delle strutture e dei meccanismi cerebrali alla base delle funzioni cognitive. Grazie alle metodologie sviluppate nel campo dell’indagine teorica e sperimentale sui costituenti ultimi della materia, la fisica è, infatti, in grado di fornire strumenti efficaci per lo sviluppo e la verifica di modelli e simulazioni che descrivono il complesso sistema neurale. Sono queste ricerche interdisciplinari, e i risultati finora raggiunti dallo Human Brain Project (HBP), il progetto scientifico che vuole arrivare a simulare il funzionamento del cervello umano grazie ai progressi nei settori della diagnostica per immagini e dell’analisi computazionale, al centro del workshop BASSES (Brain Activity across Scales and Species: Analysis of Experiments and Simulations), organizzato dalla sezione INFN di Roma, che si svolgerà il 13, il 14 e il 15 giugno a Roma.

“Il principale contributo dell’INFN in questo workshop – spiega Giulia de Bonis, ricercatrice della sezione INFN di Roma e Scientific Chair del BASSES Workshop – riguarda le ricerche sull’origine delle funzioni cognitive, in particolare l’analisi dei dati, lo sviluppo di modelli e le simulazioni, e lo studio e la realizzazione di algoritmi ispirati dalla biologia”. “È su queste attività, infatti, che si concentra il lavoro del nostro gruppo, che sfrutta, per l’analisi dei dati di fenomeni e meccanismi cerebrali, un approccio basato sulle metodologie nate nel settore della fisica.”

In particolare, durante il workshop saranno presentati alcuni recenti risultati ottenuti dai ricercatori INFN, quali metodi innovativi per l’analisi di dati corticali e per la costruzione e validazione di modelli, l’implementazione di simulazioni in grado di riprodurre l’insieme degli impulsi neurali (spiking) e nuovi modelli di apprendimento elaborati a partire dello studio dei meccanismi cerebrali. Tra i più recenti, un articolo apparso sulla rivista Plos Computational Biology, che dimostra come un modello talamo-corticale calibrato per esprimere stati cerebrali analoghi a quelli della veglia e del sonno apprenda in maniera più rapida e riconosca più velocemente i segnali in un contesto rumoso.

BASSES è finanziato dallo HBP, dal Comitato dell’Istruzione dell’Unione Europea e da EBRAINS, infrastruttura europea per la promozione della ricerca sulle funzioni e sulle malattie cerebrali, grazie alle risorse assegnate all’INFN a seguito di una call competitiva. Un riconoscimento che testimonia il contributo dell’INFN, dal 2015 coinvolto nello HBP come capofila del consorzio WAVESCALES (WAVE SCALing Experiments and Simulations), alle ricerche nella modellizzazione e nella simulazione del funzionamento cerebrale su grande scala. 

La comunità che lavora al progetto ET Einstein Telescope per la realizzazione del futuro pionieristico osservatorio di onde gravitazionali europeo ha formalmente sancito la nascita della Collaborazione scientifica Einstein Telescope, nel corso del XII Simposio di ET che si è tenuto all’Accademia ungherese delle Scienze di Budapest, il 7 e 8 giugno.

“Il XII Simposio di Einstein Telescope che si è appena concluso rappresenta un passaggio cruciale nel percorso del progetto perché ha segnato la nascita della vera e propria Collaborazione scientifica ET”, commenta Michele Punturo, ricercatore dell’INFN che è stato fino ad ora alla guida della comunità di ET e adesso ricoprirà il ruolo di portavoce della collaborazione. “Eravamo una comunità scientifica, oggi siamo una collaborazione scientifica, ossia un sistema strutturato e organizzato che lavora seguendo regole condivise per il raggiungimento del comune obiettivo: la realizzazione di Einstein Telescope, una grande infrastruttura di ricerca europea che ci porterà al centro della scienza mondiale e ci consentirà di mantenere la leadership scientifica e tecnologica in questo promettente settore di ricerca della fisica fondamentale. Questo è dunque per tutti noi un momento di grande soddisfazione e motivazione”, conclude Punturo.

“Oggi è un momento storico per ET perché sancisce la nascita della Collaborazione scientifica di quello che sarà uno straordinario strumento di scienza e conoscenza: ET ci consentirà di risalire, attraverso le onde gravitazionali, fino alle prime strutture dell’universo”, spiega Marica Branchesi, professoressa del GSSI e ricercatrice all’INFN, coordinatrice dell’Observational Science Board (OSB). “Nella Collaborazione abbiamo già un Observational Science Board con più di quattrocento persone che stanno lavorando su differenti temi scientifici, dalla fisica fondamentale alla fisica nucleare, dall’astrofisica alla fisica astroparticellare, alla cosmologia. ET sarà veramente rivoluzionario per la nostra comprensione dell’universo lungo la sua storia cosmica”, conclude Branchesi.

L’evento ha visto la partecipazione, in presenza e da remoto, di 438 scienziati provenienti da 13 Paesi, che si sono confrontati sulle sfide tecnologiche che dovranno essere affrontate per arrivare alla costruzione della nuova grande infrastruttura di ricerca, e sui progressi scientifici e tecnici compiuti negli ultimi mesi da ciascun gruppo di lavoro di ET.

La Direzione del progetto, affidata all’olandese Jo van den Brand di Nikhef e all’italiano Fernando Ferroni del GSSI e dell’INFN, ha presentato la prospettiva delle istituzioni scientifiche che stanno sostenendo ET.

Sono stati inoltre presentati all’intera collaborazione il progetto INFRA-DEV Horizon EU, approvato per supportare la fase di preparazione dell’esperimento, e la proposta INFRA-TECH Horizon EU, recentemente presentata a Bruxelles per sostenere le attività di R&D. 

Durante il Simposio è stato costituito il Consiglio di Collaborazione di ET, presieduto dal tedesco Harald Lueck del Max Planck Institute e composto dai rappresentanti di ciascuno dei 79 gruppi di ricerca che fanno parte della collaborazione. Durante la prima riunione del Consiglio, la Collaborazione ha anche discusso il nuovo statuto di Einstein Telescope che regolerà il futuro dell’esperimento, e ha avviato le procedure per istituire i comitati necessari al funzionamento tecnico e organizzativo della collaborazione.

Con la nascita della Collaborazione ET, il simposio depone così una pietra miliare del lungo cammino di Einstein Telescope.

 

 

 

 

Costruire un gigantesco esperimento sotterraneo per la rivelazione dei neutrini nel sud della Cina: è questo l’obiettivo della collaborazione JUNO Jiangmen Underground Neutrino Observatory, a cui l’INFN fornisce essenziali contributi tecnologici e scientifici da oltre nove anni. In particolare, i ricercatori dell’INFN hanno progettato, realizzato e, di recente, installato due grandi impianti per la purificazione ottica e radioattiva dello scintillatore dell’esperimento, ovvero delle 20.000 tonnellate di liquido che costituiranno il cuore di JUNO e che permetteranno la rivelazione dei neutrini.

Attualmente la collaborazione JUNO sta procedendo a pieno regime alla costruzione del rivelatore, e il gruppo INFN ha di recente portato a termine la prima fase dell’installazione dei due grandi impianti di purificazione dello scintillatore, realizzati in collaborazione con la ditta italiana Polaris. Lo scopo di questi impianti è la purificazione ottica e radioattiva dell’alchilbenzene lineare (LAB), il liquido utilizzato dall’esperimento come scintillatore, mediante due tecniche ampiamente utilizzate e ottimizzate nell’ambito dell’esperimento Borexino, che ha operato per oltre dieci anni ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN ottenendo attraverso lo studio dei neutrini risultati fondamentali sui processi che alimentano le stelle come il nostro Sole. Il primo degli impianti appena installati a JUNO sfrutta la tecnica della distillazione in parziale vuoto per rimuovere impurezze ottiche e contaminanti radioattivi pesanti; il secondo si occupa, invece, della rimozione di gas radioattivi comunemente presenti nell’atmosfera, attraverso una tecnica detta “steam stripping”.

I due apparati, spediti presso il sito di JUNO nella seconda metà del 2020, sono stati installati solo di recente a causa delle restrizioni legate alla pandemia, attraverso difficili operazioni di montaggio durate oltre 5 settimane.

“Era assolutamente necessario portare a termine questa parte della nostra attività per non bloccare altre installazioni sotterranee connesse con i nostri impianti,” raccontano Paolo Lombardi e Michele Montuschi, ricercatori delle Sezioni INFN di Milano e Ferrara, che hanno guidato i complessi lavori di montaggio, e aggiungono: “Il successo delle operazioni è stato possibile grazie alla precisione del lavoro preparatorio durante il quale, prima di recarci in Cina, avevamo pianificato tutti gli aspetti delle installazioni da eseguire”.

“Grazie al completamento con successo della prima tappa dell’installazione degli impianti, le nostre attività preparatorie per la purificazione dello scintillatore restano perfettamente in linea con la scaletta temporale con cui procede la costruzione di JUNO, nonostante i ritardi legati alla pandemia”, aggiungono Fabio Mantovani, responsabile del gruppo JUNO di Ferrara, e Gioacchino Ranucci, responsabile del gruppo di Milano, del gruppo nazionale e viceresponsabile internazionale di JUNO.

L’esperimento JUNO misurerà gli antineutrini artificiali provenienti da un complesso di reattori nucleari situati a 53 km di distanza per studiare la cosiddetta “oscillazione dei neutrini”, quel fenomeno per cui queste elusive particelle, presenti in natura in tre diverse tipologie, mutano da un tipo in un altro. Nello specifico, JUNO indagherà la loro gerarchia di massa, cioè l’ordine in cui sono disposte le masse dei tre tipi di neutrino. L’esperimento osserverà, inoltre, una pluralità di neutrini di origine naturale, che comprendono i neutrini solari, atmosferici, terrestri, da supernova, generando un’approfondita e articolata linea di indagine nel campo della fisica astroparticellare.

Per raggiungere questi obiettivi, JUNO si avvarrà di 20.000 tonnellate di scintillatore liquido molto puro e a bassa contaminazione ambientale e di più di 40.000 fotomoltiplicatori, che consentiranno di rivelare la luce prodotta dai neutrini quando interagiscono con lo scintillatore. La stessa tecnologia impiegata con grande successo dall’esperimento Borexino, appena conclusosi ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN. Ed è proprio grazie alla lunga e proficua esperienza accumulata in tre decenni ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN nello studio dei neutrini che l’INFN contribuisce a JUNO con apporti tecnologici e scientifici assolutamente essenziali per il successo dell’esperimento.