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Ci ha lasciati Giovanni Ricco, fisico sperimentale di fama internazionale, professore dell’Università di Genova e ricercatore associato all’INFN, di cui è stato anche vicepresidente.

“Con lui se ne va un pezzo di storia del vecchio Istituto e dell’attuale Dipartimento di Fisica, ma soprattutto della Sezione di Genova dell’INFN all’interno della quale ha svolto la sua lunga e blasonata carriera scientifica e manageriale”, ricorda Mauro Taiuti, direttore della Sezione INFN di Genova.

Giovanni Ricco, Gianni come lo chiamavano tutti, all’INFN è stato prima direttore della Sezione di Genova e successivamente membro della Giunta Esecutiva e quindi vicepresidente dell’Istituto. Nel corso degli anni Gianni ha organizzato un gruppo sperimentale di fisica nucleare molto preparato, in particolare sul fronte della progettazione e realizzazione di strumentazione scientifica di altissimo livello, caratteristica che, insieme ai risultati ottenuti, gli ha valso riconoscimenti a livello sia nazionale, sia internazionale, come dimostrano le diverse collaborazioni che sono via via maturate, anche dopo il suo ritiro per il pensionamento. La sua lunga carriera scientifica era iniziata negli anni ’60, quando a Genova ancora funzionava il betatrone. Ricco ha quindi lavorato al sincrotrone di Torino e al ciclotrone di Milano, e successivamente al tandem dei Laboratori Nazionali di Legnaro dell’INFN e allo storico anello di accumulazione Adone dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, allo ESRF di Grenoble e al Jefferson Laboratory negli USA. Il campo della fisica nucleare di competenza del suo gruppo è sempre stato quello delle fotoreazioni dirette e inverse, e in generale le interazioni nucleari elettromagnetiche in sistemi a pochi corpi. Il gruppo di Genova si è distinto soprattutto nella realizzazione di apparati sperimentali sempre più complessi, fino ad arrivare alla realizzazione del calorimetro elettromagnetico LAC e alla sua successiva installazione e gestione nella Sala B del Jefferson Laboratory. Grazie al suo supporto sono partite a Genova nel campo della fisica astronucleare e astroparticellare le iniziative LUNA ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN, e NEMO ai Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN, quest’ultimo evoluto successivamente nel grande telescopio sottomarino per neutrini KM3NeT. Anche dopo il pensionamento, Gianni Ricco ha continuato a dedicarsi alla ricerca, più specificamente alla fisica nucleare applicata, partecipando attivamente alla nascita del progetto INFN-Energia.

“Gianni era una persona dotata di grande vivacità intellettuale, entusiasta e caparbia che mai si è arresa di fronte a nulla e che ha avuto il grande merito di essere sempre riuscito a portare a termine positivamente tutte le grandi sfide sperimentali che ha affrontato nella sua lunga carriera”, ricorda Piero Corvisiero, già direttore della Sezione INFN di Genova.

 

 

 

 

Il presidente dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Antonio Zoccoli commenta l’impegno istituzionale e finanziario del Governo italiano a sostegno della candidatura della Sardegna a ospitare Einstein Telescope, come riportato nel comunicato del MUR Ministero dell’Università e della Ricerca: “Ringraziamo il Presidente del Consiglio Giorgia Meloni per il significativo sostegno del nostro Governo al progetto Einstein Telescope, sostegno fondamentale per la candidatura italiana della Sardegna a ospitare il futuro grande rivelatore di onde gravitazionali. Ringraziamo il Ministro Anna Maria Bernini per la risolutezza con cui il Ministero dell’Università e della Ricerca ha sostenuto fin da subito e promuove, a livello sia nazionale sia internazionale, questa grande impresa scientifica, che rivoluzionerà lo studio del nostro universo, permettendo di raggiungere luoghi e tempi ad oggi inesplorati e inesplorabili. Einstein Telescope è un’opportunità unica non solo per la scienza e per la conoscenza, ma anche per il nostro Paese. Se riusciremo a vincere la dura competizione internazionale, e oggi la candidatura italiana è davvero la più solida, per realizzare questa grande infrastruttura scientifica in Italia, la Sardegna sarà al centro della ricerca mondiale sulle onde gravitazionali, e potrà attrarre sul proprio territorio risorse e ricercatori e ricercatrici da tutta Europa, con esiti positivi in termini di innovazione e crescita industriale, economica, sociale e culturale che interesseranno il territorio e l’intero Sistema Paese. Per disegnare il futuro ci vogliono visione e determinazione. Einstein Telescope è un investimento strategico per il futuro della Sardegna, dell’Italia, di tutti noi e, è bello dirlo, soprattutto delle nostre giovani e dei nostri giovani”. 

Promuovere lo sviluppo industriale attraverso il potenziamento dell’attività di ricerca all’interno delle aziende italiane, favorendo progetti innovativi a beneficio della comunità scientifica. Questo l’obiettivo del Protocollo d’intesa firmato tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e Cassa Depositi e Prestiti (CDP).

La collaborazione, in essere fino a fine 2024, permetterà all’INFN, anche nell’ambito del proprio programma Research for Innovation (R4I), di cogliere le opportunità offerte dal Programma InvestEU, avvalendosi del sostegno di CDP in forza del suo ruolo di Advisory Partner della Commissione Europea nell’ambito del Polo di Consulenza promosso dall’Unione Europea.

In dettaglio, l’INFN, nell’ambito della sua missione di ricerca scientifica nel campo della fisica fondamentale, in particolare della fisica nucleare, subnucleare e astroparticellare, e di sviluppo delle relative tecnologie, realizza importanti progetti tecnologici in collaborazione con aziende, ed è quindi impegnato anche nella diffusione della ricerca nel mondo imprenditoriale e nel rafforzamento delle sue stesse competenze, attraverso la formazione della comunità scientifica.

L’attività di consulenza di CDP a favore dell’Istituto riguarda in particolare quattro macro-aree: analisi delle tecnologie e dei processi elaborati dall’INFN che rientrano nel progetto, oltre alla definizione delle priorità dei cosiddetti Proof of Concept (POC, o prova di fattibilità, rappresenta il modello di prova realizzato allo scopo di dimostrare la fattibilità di un prodotto, un servizio o un processo di lavoro) scientifici più avanzati, per un potenziale sviluppo a livello imprenditoriale secondo analisi di fattibilità; valutazione delle competenze dei gruppi di progetto dei POC selezionati ed elaborazione di una gap analysis per la loro implementazione rispetto agli standard di riferimento del settore; realizzazione di attività di inquadramento strategico del potenziale di mercato delle ricerche scientifiche dei singoli gruppi attivi sui progetti; promozione e sviluppo di partnership finalizzate alla diffusione in determinate filiere industriali delle tecnologie sviluppate.

“La sigla dell’accordo con CDP rappresenta una tappa fondamentale del percorso che l’INFN ha intrapreso da lungo tempo per promuovere e valorizzare le proprie capacità di innovazione”, commenta Mariangela Cestelli Guidi, coordinatrice del Comitato Trasferimento Tecnologico dell’INFN. “Il programma Proof of Concept R4I è una delle azioni strategiche su cui l’INFN, tramite il proprio Comitato Nazionale per il Trasferimento Tecnologico, sta investendo per aggiungere valore a tecnologie di eccellenza dell’Istituto e trovare una via per il loro utilizzo, anche da parte della società e del mondo produttivo. Un ruolo centrale in questo percorso è rappresentato dal rafforzamento delle competenze specialistiche e manageriali dei ricercatori coinvolti nei progetti R4I per diffondere la cultura imprenditoriale e di innovazione. L’INFN, quindi, identifica nella formazione uno strumento strategico per la realizzazione dei propri obiettivi, e CDP rappresenta in questo ambito il partner ideale. Ci auguriamo che la sottoscrizione di questo accordo rappresenti l’inizio di una lunga e fruttuosa collaborazione”, conclude Cestelli Guidi.

Simone Aibino, Responsabile Innovazione, Digitalizzazione e Progetti Speciali di CDP ha dichiarato: “Sostenere l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare nella realizzazione di un programma volto a colmare la distanza tra ricerca e innovazione è per noi un’importante opportunità per rafforzare il ruolo di Cassa Depositi e Prestiti come Istituto Nazionale di Promozione. L’Italia presenta un divario significativo fra l’eccellente qualità della sua ricerca scientifica e l’effettiva trasformazione di questo patrimonio in progettualità innovative di prodotti e servizi competitivi. Con questa collaborazione, facendo leva sul ruolo di Advisory Partner del Programma InvestEU,  intendiamo mettere a disposizione dell’INFN le nostre competenze in ambito di innovazione, tech-transfer e venture capital, promuovendo così azioni di sostegno mirate a massimizzare l’impatto dell’INFN e di tutto l’ecosistema di Ricerca e Sviluppo sulla società e l’industria del Paese”.

 

 

Dieci istituzioni internazionali,  tra cui l’INFN per l’Italia, e il CERN, hanno sottoscritto negli USA un accordo per la costruzione del gigantesco rivelatore sotterraneo per neutrini DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), un esperimento scientifico internazionale che impiegherà enormi rilevatori di particelle per studiare il comportamento dei neutrini e in particolare il fenomeno dell’oscillazione dei neutrini.

DUNE si comporrà di due rivelatori sotterranei posti a 1300 chilometri di distanza, che avranno il compito di individuare le caratteristiche dei neutrini e delle loro trasformazioni nel tragitto dal Fermilab (FNAL), a 40 km da Chicago, dove fasci ad alta energia di queste particelle verranno prodotte usando il nuovo acceleratore superconduttore, al Sanford Underground Research Facilities (SURF) nel South Dakota. Entrambi i rivelatori, il Near Detector al Fermilab (ND) e il Far Detector a Sanford (FD) vedono un decisivo contributo dell’INFN.

Con questo accordo la collaborazione DUNE, che rappresenta scienziati provenienti da decine di paesi in tutto il mondo, si impegna a contribuire alla costruzione dei rilevatori in entrambi i siti negli Stati Uniti.

“La collaborazione tra il DOE (Departement of Energy) e il Fermilab è strategica per l’INFN” sottolinea Marco Pallavicini, vicepresidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. “Siamo felici di condividere la responsabilità della costruzione dell’acceleratore Pip-2 e dei rivelatori in Sud Dakota al SURF e al FNAL. Non vediamo l’ora di vedere i risultati che questa bellissima impresa scientifica porterà”.

 

La collaborazione scientifica DUNE raccoglie oltre 1400 scienziati e scienziate e ingegneri di oltre 200 istituti di ricerca di tutto il mondo.

Per maggiori informazioni: Dune collaboration

La mostra, pensata per le scuole e per il grande pubblico, è dedicata alla meccanica quantistica e all’impatto rivoluzionario che ha avuto sulla fisica, sul progresso scientifico e sulla società. Ideata da INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e MUSE Museo delle Scienze di Trento sarà visitabile dal 7 dicembre 2023 al 15 giugno 2024. 

Questa è la storia di una teoria che ha cambiato la scienza e le nostre vite. Un’idea che ha capovolto il nostro modo di vedere la realtà e di comprendere l’universo. Controintuitiva, dirompente, affascinante. È la meccanica quantistica. La sua avvincente storia, tra scienza e rivoluzione, è raccontata nella nuova mostra QUANTO. LA RIVOLUZIONE IN UN SALTO, realizzata dall’INFN, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e dal MUSE, il Museo delle Scienze di Trento, e aperta al pubblico dal 7 dicembre 2023 al 15 giugno 2024.

“La Meccanica Quantistica ha rappresentato un vero e proprio cambio di paradigma, dal punto di vista non solo scientifico, ma anche umano e sociale” sottolinea Antonio Zoccoli, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. “A oltre cento anni dalla sua formulazione, scienziate e scienziati dibattono ancora sui suoi principi fondanti, sulle sue implicazioni epistemologiche e filosofiche. E, a partire dalla meccanica quantistica, continuano a sviluppare nuove tecnologie che porteranno ad applicazioni, alcune delle quali con ogni probabilità potranno rivelarsi rivoluzionarie per le nostre vite e la nostra società. Questa mostra nasce quindi dalla consapevolezza che una maggiore comprensione di questa straordinaria teoria è un passo fondamentale per una maggiore conoscenza della natura, dell’universo, della realtà stessa in cui tutti noi ci troviamo a vivere”.

La meccanica quantistica offre un quadro fondamentale per comprendere la natura e il comportamento della materia a livello di particelle subatomiche. Nata nell’ambito della ricerca teorica la troviamo applicata in molteplici tecnologie, quali ad esempio i computer, i laser, e la crittografia per garantire comunicazioni praticamente impossibili da intercettare. Non solo, sebbene sia nata principalmente in fisica, sta diventando sempre più rilevante in tanti altri campi, come ad esempio in biologia.

“A dieci anni dalla sua inaugurazione – aggiunge il direttore del MUSE Michele Lanzinger – il MUSE mette ancora una volta in campo la sua natura di istituzione poliedrica che – con angolature diverse e per pubblici diversi – è costantemente impegnata in attività e iniziative di divulgazione scientifica proiettate alla comprensione e alla condivisione di ragionamenti sul futuro della nostra società. Questo è il caso di Quanto, un ragionamento in forma di mostra che ci porta a comprendere le teorie scientifiche quali somma di modifiche e miglioramenti continui in base alle nuove evidenze e ai risultati della ricerca. Un’occasione per riflettere su come la scienza sia il metodo migliore per comprendere il funzionamento del mondo che ci circonda. Incoraggiare il pensiero critico, comprendere il metodo scientifico, stimolare riflessioni e dialoghi sulla scienza, sviluppare consapevolezza sulle sue applicazioni e accrescere un personale e collettivo senso di responsabilità. Questo è l’obiettivo e il metodo del nostro operare, questo è il nostro metterci in gioco per e assieme alla nostra collettività”.

L’allestimento, progettato dallo studio di design Dotdotdot, guida i visitatori in un visionario viaggio nel tempo che, partendo dall’atomo, conduce all’universo. 

Installazioni multimediali e interattive, exhibit, strumenti di ricerca di oggi e del passato, videoscenografie accompagnano nel racconto della meccanica quantistica e della rivoluzione che questa straordinaria descrizione della realtà ha portato nel pensiero scientifico, nella cultura e nello sviluppo tecnologico. 

La mostra propone un percorso in cinque tappe che, partendo dalla concezione ottocentesca della fisica classica, conduce a un totale cambiamento di prospettiva nella visione dell’universo a tutte le scale.

Si inizia con la tappa dedicata al mondo macroscopico descritto dalla fisica classica, protagonisti del racconto, i corpi e la luce.  

Si prosegue con il microcosmo, addentrandoci nell’atomo, dove la teoria classica entra in crisi ed emerge la necessità di una nuova visione del mondo fisico: nasce l’idea del quanto di luce.  

Nel cuore della mostra il pubblico può sperimentare, attraverso le installazioni interattive, le idee fondanti della meccanica quantistica. Il sorprendente viaggio attraversa poi il Novecento, raccontando il famoso dibattito tra i grandi fisici e premi Nobel Albert Einstein e Niels Bohr, gli esperimenti pionieristici che dagli Settanta ci traghettano nel nuovo millennio, fino al Nobel per la fisica del 2022 e agli esperimenti che hanno aperto la strada alle tecnologie quantistiche, dalla crittografia ai computer quantistici.  

La mostra si conclude con l’ultima tappa dedicata al cosmo alle manifestazioni macroscopiche della meccanica quantistica, come l’accensione delle stelle, e alla nuova concezione dell’universo, una realtà spiazzante, dove tutto è quantistico, inclusa la materia di cui siamo fatti.

Info:

QUANTO. LA RIVOLUZIONE IN UN SALTO

Una mostra di INFN e MUSE

7.12.23-15.06.24 MUSE, Trento

Corso del Lavoro e della Scienza, 3

www.muse.it

La mostra Quanto. La rivoluzione in un salto è realizzata da INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e MUSE – Museo delle Scienze, a cura di Francesca Scianitti (INFN) e Cecilia Collà Ruvolo (INFN).

Il progetto allestitivo è a cura di Dotdotdot, il progetto grafico è a cura di Federica Grigoletto, l’allestimento è a cura di Erich Invernizzi&Designers.

Le installazioni multimediali sono a cura di Dotdotdot per “Effetto fotoelettrico”, “Dualismi”, “Sovrapposizioni”, ‘”Doppia Fenditura”, “Buco Nero” e a cura di CamerAnebbia per “Dal Sole all’atomo” e “Messaggi nascosti”.

L’installazione “Buco Nero” curata, oltre che da INFN, da Fondazione Horcynus Orca e Fondazione Messina, con il contributo dei ricercatori della collaborazione scientifica Virgo e dell’Osservatorio Gravitazionale Europeo EGO, è stata realizzata nell’ambito del progetto Di Bellezza Si Vive, selezionato dall’impresa sociale Con i Bambini per il Fondo dedicato al contrasto della povertà educativa minorile.

Con il patrocinio di ICSC Centro nazionale di ricerca in HPC, big data e quantum computing.

 

 

 

Si è tenuta il 1° dicembre, presso il Rettorato dell’Università di Belgrado, nell’ambito dell’evento Future challenges of physics – New opportunities for cooperation in science between Italy and Serbia, la cerimonia ufficiale di firma dei nuovi accordi di collaborazione tra l’INFN e le istituzioni scientifiche serbe. Il vicepresidente dell’INFN Marco Pallavicini e … hanno sottoscritto l’accordo quadro di durata quinquennale tra l’INFN e l’Università di Belgrado e due accordi attuativi, il primo con la Facoltà di Fisica per l’avvio di una collaborazione nei settori della fisica delle astroparticelle, della fisica nei laboratori sotterranei e delle tecnologie delle onde gravitazionali, e il secondo con l’Istituto Nazionale di Fisica di Belgrado per l’avvio di una collaborazione nei settori del calcolo ad alte prestazioni (HPC), tecnologie quantistiche e intelligenza artificiale. Obiettivo dei nuovi accordo è porre le basi per rafforzare e ampliare la fruttuosa collaborazione nella ricerca di base e interdisciplinare, unendo le forze delle istituzioni italiane e serbe per affrontare le future sfide scientifiche.

Preservare il patrimonio culturale europeo utilizzando le tecnologie digitali più innovative attualmente disponibili e mettendo a sistema le risorse di molti centri e istituti europei: sarà questo l’obiettivo del Centro di Competenza 4CH, lanciato nel corso dell’evento conclusivo dell’omonimo progetto europeo, una due-giorni che si è tenuta tra il 28 e 29 novembre nella sede della Commissione Europea a Bruxelles. Il progetto 4CH Competence centre for the Conservation of Cultural Heritage, coordinato dall’INFN e lanciato nel 2021, aveva, infatti, come scopo proprio la preparazione del Centro di Competenza: ha tracciato la strada da percorrere per la costituzione del Centro, che verrà formalizzato il prossimo anno, e ha indicato come opererà.

Il Centro prevederà una collaborazione tra arte, scienza e tecnologia che consentirà la creazione di modelli tridimensionali dei più importanti siti e monumenti europei. Questi modelli saranno integrati con informazioni sulla storia del sito o del monumento, sui risultati delle analisi diagnostiche sulla struttura e sui materiali che lo compongono, per creare una documentazione esaustiva, sempre aggiornata. Questi dati saranno a disposizione di studiosi ed esperti in varie discipline per monitorare lo stato di salute del nostro patrimonio culturale, valutare i rischi a cui è sottoposto e definire interventi di restauro o ricostruzione in caso di danni causati da disastri ambientali o degrado naturale.

Fra i risultati del progetto 4CH, grazie al CNAF (il centro di calcolo dell’INFN), è stata presentata un prototipo di piattaforma cloud in grado di ospitare i servizi offerti dal Centro, in cui sono attualmente stati integrati e federati alcuni esempi di servizi, come il visualizzatore di modelli 3D offerto dal partner “Inception”, il servizio per la gestione della documentazione prodotta dal progetto e quello per la visualizzazione in tempo reale dei rischi a cui sono esposti i principali siti e monumenti.

“4CH è stato un importante progetto per l’INFN e per la sua rete dedicata ai beni culturali CHNet,” racconta Francesco Taccetti, ricercatore INFN e coordinatore di 4CH. “Per due anni, siamo stati capofila di un progetto che ha coinvolto 19 membri di 13 stati dell’Unione Europea, tra cui anche soggetti privati, e che si conclude con successo, aprendo la strada all’implementazione del Centro di Competenza.”

Il Centro di Competenza 4CH sarà presto di supporto a istituzioni e professionisti impegnati nella conservazione e valorizzazione del patrimonio culturale.

L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Organizzazione giapponese per la ricerca sugli acceleratori di alta energia (KEK) e l’Università di Tokyo (UTokyo) hanno firmato un MoU Memorandum of Understanding, volto a promuovere il progetto di ricerca scientifica internazionale Hyper-Kamiokande, un grande esperimento dedicato alla fisica del neutrino, il cui rivelatore principale è in fase di costruzione ed è previsto entri in funzione nel 2027 a Kamioka, in Giappone. Ventidue paesi hanno mostrato il loro interesse a partecipare a questo progetto, guidato da ricercatori e ricercatrici giapponesi, e l’Italia è la terza nazione a firmare l’accordo dopo Polonia e Spagna nel 2022. L’accordo è stata firmato nel mese di novembre 2023 dal presidente di UTokyo Teruo Fujii, dal direttore generale di KEK Masanori Yamauchi e dal presidente dell’INFN Antonio Zoccoli.

La partecipazione italiana a Hyper-Kamiokande, come previsto dal MoU, coinvolge diversi gruppi: i Laboratori Nazionali di Legnaro e le sezioni di Bari, Napoli, Padova, Pisa e Roma dell’INFN, il Politecnico di Bari, l’Università Federico II di Napoli, l’Università della Campania “Luigi Vanvitelli”, l’Università di Salerno, l’Università di Padova, l’Università di Pisa e la Sapienza Università di Roma.
Il contributo principale della collaborazione italiana prevede lo sviluppo, la produzione e l’installazione di nuovi fotosensori (multi-PMT), sviluppati dall’INFN nell’ambito del progetto del telescopio per neutrini KM3Net, e dell’elettronica di digitalizzazione dei fotomoltiplicatori di 50 cm di diametro.

Il rivelatore Hyper-Kamiokande ha una massa otto volte superiore a quella del suo predecessore, Super-Kamiokande, conterrà 258 mila tonnellate di acqua purissima, ed è dotato di fotosensori ad alta sensibilità appena sviluppati. L’obiettivo del progetto è quello di testare la Teoria della Grande Unificazione (GUT) e la storia dell’evoluzione dell’universo attraverso lo studio dei decadimenti dei protoni e della violazione CP (l’asimmetria tra neutrini e antineutrini), e di osservare i neutrini provenienti dalle esplosioni di supernove. Il budget per la costruzione dell’esperimento è stato approvato dal governo giapponese nel febbraio 2020: questa data ha segnato l’inizio ufficiale del progetto. La costruzione è entrata nel vivo con lo scavo della caverna principale dell’esperimento, iniziato nel novembre 2022, e con il completamento della cupola principale del sito sperimentale nell’ottobre 2023.

L’esperimento Belle II al laboratorio KEK in Giappone, a cui lavora una grande collaborazione internazionale di cui l’INFN è uno dei principali componenti, ha ottenuto la prima evidenza di un decadimento particolarmente elusivo del mesone B carico, una particella composta da un quark beauty (bellezza) ed un antiquark. Lo studio, presentato in anteprima lo scorso luglio alla conferenza della European Physical Society ad Amburgo, e recentemente in un seminario dedicato al CERN, è stato ora pubblicato su arxiv ed inviato alla rivista Physical Review D. Si tratta di un risultato che parla molto italiano perché l’analisi dei dati è stata condotta da un gruppo italiano della Sezione di Perugia dell’INFN, in collaborazione con gruppi tedeschi dei laboratori KIT e DESY, francesi del CNRS di Strasburgo e con il KEK.

Il mesone B carico, prodotto nelle collisioni tra elettroni e positroni dell’acceleratore SuperKEKB, è stato osservato decadere in un kaone carico (un’altra particella costituita da un quark e da un antiquark), in un neutrino ed in un antineutrino. Questo decadimento è importante perché le sue proprietà sono previste con precisione dal Modello Standard della fisica delle particelle elementari, ma sono anche sensibili ad un’ampia varietà di estensioni plausibili del Modello Standard stesso. Misurarle offre quindi informazioni preziose sulla nostra comprensione della materia e delle forze al livello più fondamentale.

Nonostante questo decadimento sia stato cercato da 20 anni, era rimasto fino ad oggi inosservato: rivelarlo è stata un’impresa difficile, che ha richiesto alla collaborazione scientifica Belle II il superamento di impegnative sfide tecnologiche e scientifiche. Oltre all’importante risultato della prima evidenza di un evento raro ed estremamente  difficile da scovare, c’è però anche qualcosa che ha sorpreso i ricercatori. “La frequenza con cui è stato osservato il decadimento è più alta di quanto ci aspettassimo di misurare”, spiega Claudia Cecchi, professoressa del Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università degli Studi di Perugia e ricercatrice associata all’INFN, responsabile del gruppo locale di Belle II. “Potrebbe essere un segno di qualcosa di nuovo o potrebbe semplicemente essere una fluttuazione statistica: serviranno più dati per trovare risposta a questo interrogativo”.

Un decadimento del genere è notoriamente difficile da individuare a causa della presenza di due neutrini. I neutrini sono le ‘particelle fantasma’ dell’universo. Esistono in abbondanza, ma non interagiscono quasi per nulla con il resto della materia. Non lasciano tracce, non depositano energia, non subiscono l’effetto del campo magnetico. Questo significa che i neutrini di fatto non sono rivelabili nell’esperimento Belle II, privando i ricercatori di informazioni preziose per identificare il decadimento cercato. I ricercatori possono solo usare la mancanza di un piccolo quantitativo di energia dal bilancio totale della collisione come indicazione indiretta della presenza dei neutrini. E poiché meno di un mesone B ogni 100 000 decade in un kaone ed una coppia neutrino-antineutrino, risulta estremamente difficile misurarlo.

“L’osservazione di questo decadimento è stata possibile grazie a una serie di fattori”, spiega Elisa Manoni, ricercatrice della Sezione di Perugia dell’INFN e coordinatrice delle analisi di fisica del gruppo italiano di Belle II, che ha presentato il risultato nel seminario al CERN. “Innanzitutto, il gruppo di ricerca ha soppresso al massimo gli eventi di fondo per avere una visione più chiara della impronta sperimentale tipica del decadimento cercato. È cruciale il fatto che all’acceleratore SuperKEKB i mesoni B vengono prodotti in coppie: uno dei due mesoni, detto di ‘tag’ (o partner), può essere usato per inferire le proprietà del decadimento dell’altro mesone B (di segnale). Da un lato, è stato notevolmente migliorato un metodo convenzionale chiamato ‘tag adronico’, che ricostruisce il decadimento completo del mesone B partner in particelle chiamate adroni nel rivelatore. Dall’altro, è stato usato un approccio innovativo che, grazie al machine learning, ricostruisce statisticamente le proprietà del mesone B partner tenendo conto di tutti i suoi possibili decadimenti. Questo approccio aumenta l’efficienza di ricostruzione del segnale di un fattore dieci, risultando decisivo per l’evidenza“, conclude Manoni.

“L’esperimento Belle II oggi è l’unico che ha accesso a questa misura, come molte altre simili, ed egualmente rilevanti, che coinvolgono neutrini. – sottolinea Diego Tonelli, primo ricercatore della sezione INFN di Trieste che ha coordinato le analisi di fisica di tutta la collaborazione Belle II fino allo scorso agosto – ” L’analisi ha sottoposto i ricercatori direttamente implicati, e tutta la collaborazione, ad un vero e proprio tour de force durato due anni. La qualità del lavoro, e l’interesse dei risultati, testimoniano la maturità della collaborazione e ci rendono ottimisti e motivati per le sfide del prossimo futuro.”

Sarà quindi necessaria un’osservazione più attenta quando un maggior numero di dati sarà disponibile, a cominciare già dai primi mesi del 2024, quando l’acceleratore SuperKEKB riprenderà a produrre collisioni di elettroni e positroni dopo una pausa di un anno e mezzo, durante la quale sono stati anche implementati molti miglioramenti tecnologici sia nell’acceleratore, sia nel rivelatore Belle II.

L’INFN partecipa a Belle II con un gruppo di circa 70 ricercatori e ricercatrici di 8 strutture (Frascati, Napoli, Padova, Perugia, Pisa, Roma Tre, Torino e Trieste) che oltre ad analizzare i dati raccolti hanno fornito un contributo fondamentale alla costruzione e al funzionamento del rivelatore. In particolare, il gruppo di Perugia si occupa del calorimetro elettromagnetico, fondamentale per la misura ottenuta in quanto permette di stimare l’energia mancante agli eventi rivelati.

L’ERC European Research Council ha assegnato a Valentina Sola, ricercatrice dell’Università degli Studi di Torino e associata all’INFN Sezione di Torino, un Consolidator Grant del valore di 1.8M di euro per il progetto CompleX dedicato allo sviluppo di sensori al silicio di ultima generazione da impiegare nei futuri acceleratori di particelle.

Questo progetto permetterà di tracciare le particelle cariche in 4 dimensioni (spazio e tempo) con grandissima precisione, una caratteristica cruciale per i  futuri acceleratori di particelle, dove il numero di radiazione attesa supererà di oltre 100 volte il limite massimo tollerabile dai sensori attualmente disponibili, rendendo possibile la ricerca di segnali di nuova fisica” commenta Valentina Sola, ricercatrice dell’Università degli Studi di Torino e associata all’INFN Sezione di Torino.
Nel dettaglio CompleX estenderà il funzionamento dei sensori al silicio in ambienti con livelli di radiazione estremi mediante l’utilizzo di un disegno innovativo degli attuali sensori  LGAD, sensori sottili con moltiplicazione controllata del segnale all’interno. I sensori  sviluppati da CompleX potrebbero essere usati per i tracciatori dei futuri acceleratori di particelle FCC e Muon Collider.

Valentina Sola – breve biografia
Valentina Sola, Torinese, è una fisica sperimentale che studia le particelle elementari e le loro interazioni per mezzo degli acceleratori. Ha studiato all’Università di Torino dove adesso lavora come ricercatrice ed è associata all’INFN.
Sola ha condotto analisi dati di eventi generati da urti tra elettroni e protoni all’acceleratore HERA (DESY) rivelati dall’esperimento ZEUS e al Large Hadron Collider (CERN) con l’esperimento CMS. Al momento si occupa dello sviluppo di rivelatori al silicio per misure molto precise di tempo e partecipa alla costruzione del MIP Timing Detector in CMS. 
Dal 2020 ha avviato un’attività di ricerca per disegnare e realizzare rivelatori al silicio che possano operare in ambienti con altissima radiazione e attualmente è responsabile scientifica dei progetti eXFlu-innova, FLEX e ComonSens.

Gli ERC Consolidator Grant sono finanziamenti europei prestigiosi che vengono assegnati a ricercatori eccellenti di qualsiasi nazionalità ed età, con almeno sette e fino a dodici anni di esperienza dopo il dottorato, e un curriculum scientifico promettente. I ricercatori devono svolgere il proprio lavoro in un’organizzazione di ricerca pubblica o privata con sede in uno degli Stati membri dell’UE o dei paesi associati. Il finanziamento è previsto per un massimo di cinque anni e copre principalmente l’impiego di ricercatori e altro personale per consolidare il gruppo di lavoro dei beneficiari.