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Dopo l’apertura ufficiale di ieri, sono iniziati oggi, 7 luglio, a Bologna i lavori della più importante conferenza internazionale di fisica delle particelle, ICHEP 2022 (International Conference on High Energy Physics), ospitata per la prima volta in Italia.  

1126 scienziate e scienziati arriveranno a Bologna da decine di Paesi per partecipare all’evento in presenza, 297 saranno invece in collegamento da tutto il mondo, 943 le ricerche presentate e 331 i poster dei progetti: questi sono alcuni dei numeri che fanno grande la XLI edizione di ICHEP, organizzata dall’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare con le sue Sezioni di Bologna e Ferrara, assieme al Dipartimento di Fisica e Astronomia Augusto Righi dell’Università di Bologna e al Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Ferrara. 

Saranno tantissimi i giovani che interverranno alla settimana di lavori, dove non mancheranno gli ospiti illustri e i Premi Nobel, come il Direttore Generale del CERN Fabiola Gianotti e il Premio Nobel per la Fisica Takaaki Kajita, che saranno tra i protagonisti delle sessioni plenarie in programma da lunedì 11.

“La conferenza ha ricevuto un grandissimo riscontro a livello globale, d’altro canto ICHEP rappresenta il principale momento di confronto internazionale per la comunità della fisica delle particelle: qui vengono presentati i più rilevanti aggiornamenti sulle ricerche in corso, e al contempo si discute sullo stato dell’arte e sul futuro dei progetti di punta delle maggiori collaborazioni scientifiche di tutto il mondo”, sottolineano Lorenzo Bellagamba e Paolo Giacomelli, coordinatori del Comitato Organizzativo Locale di ICHEP 2022. “Organizzare un evento come ICHEP è una grande responsabilità e richiede il massimo impegno, possiamo dirci soddisfatti del lavoro fin qui fatto e il successo che la conferenza siamo sicuri riscuoterà è merito dell’intera squadra di persone, che ha lavorato intensamente e con grande professionalità e dedizione in tutti questi mesi”.

Era il 2012 quando, durante la XXXVI edizione della conferenza in corso a Melbourne in Australia, un collegamento con il CERN annunciò ai partecipanti la scoperta del bosone di Higgs, di cui proprio lunedì scorso, 4 luglio si è festeggiato il decennale. E tra gli highlight della conferenza, ovviamente non poteva mancare una sessione speciale dedicata a questo anniversario, martedì 12 luglio con, tra gli altri, Rolf-Dieter Heuer, allora Direttore Generale del CERN, Fabiola Gianotti, attuale Direttore, che sarà anche l’occasione per fare il punto sugli studi che sono stati realizzati in questi dieci anni sulla famosissima particella e per discutere gli scenari che potrebbero ora aprirsi con il nuovo programma di fisica del super acceleratore del CERN LHC e dei suo giganteschi esperimenti, che si è avviato proprio l’altro ieri, 5 luglio, con le prime collisioni tra protoni all’energia record di 13,6 TeV. Tra gli appuntamenti di maggior spicco poi, l’intervento del Nobel 2015 per la Fisica Takaaki Kajita, insignito del prestigioso riconoscimento per gli studi sulle proprietà dei neutrini, le più elusive particelle note, e dei direttori e delle direttrici dei più importanti laboratori mondiali di fisica delle particelle. Ma soprattutto, spazio ai giovani, ricercatori e ricercatrici, studenti e studentesse di dottorato, che presenteranno su questo importante palcoscenico internazionale i loro lavori per discuterne con i colleghi di tutto il mondo. 

Da oltre 70 anni, ICHEP, che si svolge con cadenza biennale in una città sempre diversa del mondo, è dunque il luogo per eccellenza di incontro e confronto di una comunità che lavora alle frontiere della conoscenza e della tecnologia: dalla fisica delle particelle e delle astroparticelle, alla cosmologia, alle tecnologie innovative con le loro applicazioni. Insomma, ICHEP farà di Bologna la capitale mondiale della fisica fino al 13 giugno.

E per chi non potrà seguire i lavori della conferenza durante la giornata, l’INFN è in diretta da Bologna tutte le sere alle 19 su Twitter Spaces per raccontare attraverso le voci di alcuni fra gli scienziati e le scienziate protagonisti della conferenza gli highlight della giornata. Per seguire gli incontri #ICHEP2022 | Discovering a Universe of particles in Bologna basta collegarsi sull’account Twitter dell’INFN.

ICHEP non parla solo alla comunità delle ricercatrici e dei ricercatori di tutto il mondo: grande è stato anche l’impegno per coinvolgere nell’evento tutta la città con Le Meraviglie della Fisica a Bologna, una ricca programmazione di iniziative per il pubblico che per una settimana animerà luoghi, strade e piazze. 

Tra gli appuntamenti più attesi, martedì 12 luglio alle ore 21.30 in Piazza Maggiore la conferenza spettacolo A un passo dal Big Bang. La nuova fisica dopo il bosone di Higgs, condotta da Serena Dandini, nel quale dialogheranno il Direttore Generale del CERN Fabiola Gianotti, il Presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Antonio Zoccoli, il Direttore della Divisione di Fisica teorica del CERN Gian Francesco Giudice e il professor Guido Tonelli, fisico dell’INFN, uno dei protagonisti nella scoperta del bosone di Higgs 

Molti gli appuntamenti in Biblioteca Salaborsa (Piazza del Nettuno, 3): lunedì 11 luglio alle 18 la Piazza Coperta della Biblioteca ospiterà “Cosmologia: Scienza, Arte e Filosofia in dialogo”, affascinante dialogo sulle visioni del nostro universo dal punto di vista dell’astrofisica contemporanea, della filosofia e dell’arte, che prevederà un collegamento con il deserto di Atacama in Cile, dove a Cerro Paranal, a 2.635 metri di altezza, è operativo il Very Large Telescope (VLT) un complesso di 4 telescopi dal diametro di 8,2 metri. Tra i protagonisti dell’incontro anche l’artista Enrico Magnani, la cui mostra *Light in the Dark* sarà ospitata dall’Auditorium Biagi della stessa Salaborsa, insieme a “Colori e immagini della scienza”, esposizione dei lavori del progetto Art&Science across Italy dell’INFN realizzati da oltre 200 studenti delle scuole superiori (inaugurazione sabato 9 luglio, ore 17, fino al 16 luglio). 

La Piazza Coperta di Salaborsa ospiterà dal 9 al 16 luglio Collisioni, installazione interattiva multimediale a cura dell’INFN che consentirà di entrare virtualmente in un rivelatore di particelle, e sarà anche il palcoscenico per una tavola rotonda, martedì 12 luglio alle ore 17.30, con gli autori e le autrici che hanno vinto l’edizione di quest’anno del Premio Asimov, che chiama gli studenti delle superiori a scegliere il miglior libro di divulgazione scientifica pubblicato nei due anni precedenti, e gli studenti che hanno realizzato la migliore recensione. A questo evento seguirà, alle ore 18.30, la premiazione del concorso 10 anni dalla scoperta del bosone di Higgs, l’ultima particella della materia conosciuta per i migliori video che raccontano la scoperta, realizzati da studenti dei corsi di laurea triennali in fisica: saranno Fabiola Gianotti e Antonio Zoccoli a consegnare il premio. 

Dal 7 al 10 luglio l’Accademia delle Scienze di via Zamboni 31 ospiterà una escape room, anzi una HEPscape Room (HEP sta per High Energy Physics) dedicata alle famiglie per esplorare giocando il mondo della fisica delle particelle. Venerdì 8 luglio alle 21 alla Bernstein School of Musical Theatre è in programma lo spettacolo La forza nascosta, dedicato alla storia, alla vita e alle scoperte di quattro scienziate: Chien-Shiung Wu, Vera Cooper Rubin, Marietta Blau e Milla Baldo Ceolin, nell’ambito della rassegna Il Tempo delle Donne. 

Per informazione sugli eventi, tutti gratuiti 
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Con le prime collisioni ad alta energia, prende avvio oggi, 5 luglio, il nuovo periodo di presa dati, il Run3, per gli esperimenti all’acceleratore di particelle più potente del mondo, il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, dopo oltre tre anni di lavori di aggiornamento e manutenzione (Long Shutdown 2).

I fasci circolano già nel complesso dell’acceleratore da aprile, quando LHC e i suoi iniettori hanno ripreso l’attività con nuovi fasci a maggiore intensità e maggiore energia. Ora, gli operatori di LHC sono pronti ad annunciare i “fasci stabili”, la condizione che consente di realizzare le collisioni tra protoni nei punti di interazione e agli esperimenti di accendere tutti i loro sottosistemi e iniziare a raccogliere i dati che verranno poi analizzati per la fisica. LHC funzionerà 24 ore su 24 per quasi quattro anni con un’energia record di 13,6 TeV, fornendo una precisione e un potenziale di scoperta mai raggiunti prima.

“Durante il Long Shutdown 2, sono stati realizzati molti interventi su LHC che hanno permesso di mettere l’acceleratore a regime e pronto a funzionare a un nuovo record di energia per i prossimi quattro anni”, commenta Mirko Pojer, co-responsabile del principale aggiornamento eseguito, il progetto DISMAC (Diode InSulation and MAgnet Consolidation), che ha rafforzato LHC per permetterne l’aumento sicuro di energia da 6,5 a 6,8 TeV, isolando uno dei componenti critici per la protezione dei magneti dell’acceleratore, i diodi. “Tuttavia questi lavori – prosegue Pojer – hanno anche spianato la strada al futuro progetto del CERN High Luminosity LHC, ci prepariamo a un futuro sempre “più brillante”.

I protoni saranno concentrati nei punti di interazione su una dimensione del fascio inferiore a 10 micron, per aumentare il tasso di collisione. Rispetto al Run1, durante il quale è stato scoperto il bosone di Higgs con 12 femtobarn inversi, ora nel Run3 saranno forniti 280 femtobarn inversi. Il femtobarn inverso è una misura del numero di collisioni o della quantità di dati raccolti: un femtobarn inverso corrisponde a circa 100 trilioni (100 x 1012) di collisioni protone-protone. Un aumento significativo che può aprire la strada a nuove scoperte.

“Durante il Long Shutdown 2, non è stato potenziato solo LHC, – spiega Roberto Tenchini, presidente della Commissione Scientifica Nazionale dell’INFN per la fisica delle particelle – anche i quattro grandi esperimenti hanno subito importanti aggiornamenti dei loro sistemi di lettura e selezione dei dati, con nuovi sistemi di rilevamento e infrastrutture informatiche, per fornire la massima efficienza alle nuove condizioni. Le modifiche consentiranno loro di raccogliere campioni di dati significativamente più grandi e di qualità superiore rispetto alle precedenti prestazioni, tant’è che durante il Run3, i rilevatori ATLAS e CMS prevedono di registrare più collisioni rispetto ai due precedenti Run messi insieme, l’esperimento LHCb ha subito un completo rinnovamento per aumentare la velocità di acquisizione dei dati di un fattore dieci, mentre ALICE punta ad aumentare di cinquanta volte il numero di collisioni registrate”, conclude Tenchini. 

Con l’aumento dei campioni di dati e una maggiore energia di collisione, Run3 amplierà ulteriormente il già molto diversificato programma di fisica di LHC. Gli scienziati e le scienziate degli esperimenti sonderanno la natura del bosone di Higgs con una precisione senza precedenti e in nuovi canali. Potranno osservare processi precedentemente inaccessibili e saranno in grado di migliorare la precisione di misurazione di numerosi processi noti affrontando questioni fondamentali, come l’origine dell’asimmetria tra materia e antimateria nell’universo. Le ricercatrici e i ricercatori studieranno le proprietà della materia a temperature e densità estreme e cercheranno anche candidati per la materia oscura e per altri nuovi fenomeni, sia attraverso ricerche dirette, sia indirettamente attraverso misurazioni precise delle proprietà delle particelle note.

“LHCb, dove b sta per beauty, è un esperimento dedicato alla ricerca della “bellezza” di un quark molto particolare, chiamato appunto beauty”, spiega Vincenzo Vagnoni, responsabile nazionale INFN di LHCb. “Questo quark ha delle peculiarità che lo rendono particolarmente utile per studiare con precisione le differenze di comportamento tra materia e antimateria, tra quark beauty e antiquark beauty. L’esperimento nella sua prima vita ha già realizzato le misure più precise al mondo di queste differenze, consentendo alla collaborazione LHCb, composta da circa 1500 scienziati da tutto il mondo, di cui il 16% dell’INFN, di pubblicare più di 600 articoli scientifici. Ora l’esperimento inizia una seconda nuova vita, con un rivelatore completamente ristrutturato e con una capacità di acquisire e analizzare dati potenziata di un ordine di grandezza. Il rivelatore acquisirà dati per svariati anni, e la collaborazione LHCb sta già pensando a come ammodernare la tecnologia per produrre un ulteriore miglioramento negli anni 2030, in quella che sarà la terza vita di LHCb”.

“I principali interventi di aggiornamento su CMS svolti durante il secondo Long Shutdown”, illustra Lucia Silvestris, responsabile nazionale INFN di CMS”, hanno riguardato molte delle componenti principali dell’esperimento. Un’attività portata a termine entro i tempi previsti anche grazie al decisivo contributo dei ricercatori INFN che fanno parte della collaborazione, e che, unitamente all’aumento dei campioni di dati e alla maggiore energia di collisione che sarà raggiunta con il Run 3, amplierà ulteriormente il già molto diversificato programma di fisica di CMS. Gli obiettivi dell’esperimento spazieranno infatti dallo studio del settore di Higgs, alle misure di precisione di grandezze del modello standard, come la massa del bosone W e del quark top, fino alla ricerca di nuove particelle o di anomalie nel settore della fisica del mesone B.”

“Confermando la tradizione che lo ha visto in prima linea nella realizzazione dell’esperimento e nella scoperta del bosone di Higgs, l’INFN, che partecipa alla collaborazione ATLAS con ben 14 gruppi diversi provenienti dalle proprie sezioni e dai propri laboratori e con molti giovani ricercatori, può essere senz’altro annoverato tra i protagonisti dell’inteso lavoro che ha contraddistinto l’appena conclusa fase di upgrade del rivelatore. Una partecipazione che proseguirà ovviamente anche nel nuovo periodo di presa dati, che avrà tra i suoi più interessanti obiettivi quello dello studio dettagliato delle proprietà dell’Higgs, e in particolare dei meccanismi attraverso i quali esso si accoppia sia con le altre particelle che con sé stesso”, conclude Stefano Giagu, responsabile nazionale INFN di ATLAS.

“In questi tre anni e mezzo di pausa il grande rivelatore ALICE, che studia in particolare stati della materia primordiale, ha cambiato volto”, spiega Massimo Masera, responsabile nazionale INFN di ALICE. “Alcuni rivelatori sono del tutto nuovi e tutti gli altri sono stati adattati alle condizioni di presa dati previste per il Run 3 di LHC. Grazie a questo importante upgrade ALICE sarà in grado di condurre misure di precisione su una grande mole di dati. La comunità INFN ha lavorato duramente e bene per arrivare puntuale a questo momento, nonostante le difficoltà degli ultimi due anni, e possiamo affermare con grande soddisfazione che l’esperimento è pronto per le nuove sfide che lo attendono”.

Anche gli esperimenti più piccoli a LHC, TOTEM, LHCf, MoEDAL con il suo nuovissimo sottorilevatore MAPP, e gli esperimenti FASER e SND@LHC installati di recente, sono pronti a esplorare i fenomeni nell’ambito ma anche al di là del Modello Standard, dai monopoli magnetici ai neutrini, ai raggi cosmici.  Inizia così una nuova stagione di fisica, con in serbo un programma scientifico ampio e promettente.

L’avvio del Run 3 di LHC sarà trasmesso oggi in diretta streaming sui canali dei social media del CERN e dell’INFN a partire dalle 16.00. Il commento dal vivo del Centro di Controllo del CERN, disponibile in cinque lingue (inglese, francese, tedesco, italiano e spagnolo), guiderà gli spettatori attraverso le fasi operative che portano i fasci di protoni dall’iniezione in LHC alle collisioni per la fisica nei quattro punti di interazione dove si trovano gli esperimenti. Una sessione di domande e risposte dal vivo con esperti degli acceleratori e degli esperimenti concluderà il live streaming.

LINK INFN PER SEGUIRE LA DIRETTA: You Tube e Facebook

 

 

 

Era il 4 luglio 2012 quando le collaborazioni internazionali degli esperimenti ATLAS e CMS all’acceleratore LHC Large Hadron Collider del CERN annunciavano in diretta mondiale la scoperta di una nuova particella, con caratteristiche coerenti a quelle del bosone di Higgs previsto dalla teoria del Modello Standard della fisica delle particelle.

Una scoperta che ha scritto un nuovo capitolo dei libri di fisica e della storia della scienza, e che l’anno successivo è valsa il Premio Nobel per la Fisica ai teorici Peter Higgs e François Englert che, insieme al compianto Robert Brout, ne avevano previsto l’esistenza nel 1964.

La loro geniale intuizione ha richiesto quasi cinquant’anni e la realizzazione del più grande e potente complesso di macchine mai realizzato per essere confermata.

“La scoperta del bosone di Higgs è stata una pietra miliare nella fisica delle particelle. Ha segnato la conclusione di un lungo viaggio di esplorazione e l’inizio di una nuova era di studi di questa particella molto speciale”, commenta Fabiola Gianotti, Direttore Generale del CERN e capo progetto dell’esperimento ATLAS al momento della scoperta. “Ricordo con emozione – prosegue Gianotti – il giorno dell’annuncio, un giorno di immensa gioia per la comunità mondiale della fisica delle particelle, e per tutte le persone che hanno lavorato instancabilmente per decenni per rendere possibile questa scoperta”.

Un’impresa scientifica colossale resa possibile dalla visione, dalla determinazione e dall’impegno di decine di Paesi, centinaia di Istituzioni scientifiche e migliaia di persone di tutto il mondo, e nell’ambito della quale l’Italia ha svolto sempre un ruolo fondamentale, grazie al coordinamento dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e al lavoro della sua grande comunità.

“La scoperta del bosone di Higgs è stata per tutti noi il coronamento di un sogno, che ha trovato la sua realizzazione nella più complessa impresa scientifica e tecnologica mai portata a compimento dalla comunità della fisica delle particelle, testimonianza di come il rigore del metodo scientifico possa permettere a una geniale idea della mente umana di trovare riscontro nella solidità dei dati sperimentali”, commenta Antonio Zoccoli, presidente dell’INFN. “Un successo cui ognuno ha portato il suo piccolo grande contributo: studenti e dottorandi, ricercatori, tecnici e tecnologi, amministrativi, ognuno ha fatto la sua parte, tutti orgogliosi di rendere l’Italia protagonista di questa impresa”. “Un’impresa – prosegue Zoccoli – che è emblematica di ciò che significa fare ‘grande scienza’: capacità di strategia e visione a lungo termine, progettualità oltre lo stato dell’arte, collaborazione e partecipazione globali, capacità di coordinamento e di gestione in contesti complessi, sinergia tra mondo della ricerca e mondo industriale, produzione di nuove conoscenze e innovazione tecnologica. Tutto questo è la ricerca di base, una delle più affascinanti e arricchenti attività umane”, conclude Zoccoli.

“Il successo della ricerca del bosone di Higgs all’acceleratore LHC del CERN è prova della validità della strategia delle grandi collaborazioni internazionali della fisica delle particelle, quando si devono esplorare fenomeni fisici di grande complessità, alla frontiera della conoscenza”, sottolineano Stefano Giagu e Lucia Silvestris, responsabili nazionali INFN rispettivamente delle collaborazioni ATLAS e CMS. “In questo lungo e complesso processo, il contributo italiano è stato cruciale in ogni fase e in ogni settore: dall’ideazione alla progettazione delle macchine, alla loro realizzazione e messa a punto, dallo sviluppo e implementazione dei sistemi di acquisizione dei dati in tempo reale, alla gestione computazionale e all’analisi dei dati stessi. Tutti aspetti essenziali, senza i quali non sarebbe stato possibile scoprire una nuova particella”.

La comprensione del bosone di Higgs, un viaggio lungo dieci anni che ancora continua.

In questi dieci anni le ricercatrici e i ricercatori delle collaborazioni scientifiche ATLAS e CMS hanno compiuto determinanti passi avanti nella comprensione dell’universo. Hanno verificato e confermato che la particella osservata nel 2012 è effettivamente il bosone di Higgs, e hanno iniziato a costruire il quadro complessivo entro cui esso si colloca, a partire da un decimo di miliardesimo di secondo dopo il big bang, quando la sua presenza è diventata pervasiva in tutto l’universo.

ATLAS e CMS hanno indagato in dettaglio se le proprietà della particella che avevano scoperto corrispondessero effettivamente a quelle previste dal Modello Standard per il bosone di Higgs.

Utilizzando i dati delle collisioni tra protoni nell’acceleratore LHC, hanno studiato il decadimento della nuova particella in due fotoni, dimostrando che, al contrario di tutte le particelle elementari note, essa non ha momento angolare intrinseco o spin quantistico, esattamente come il bosone di Higgs previsto dal Modello Standard.

Studiando i bosoni di Higgs e i decadimenti in coppie di bosoni W o Z, ATLAS e CMS hanno confermato che questi ottengono la loro massa attraverso l’interazione con il campo di Higgs, come previsto dal Modello Standard. La forza di queste interazioni spiega il piccolo raggio di azione della forza debole.

Gli esperimenti hanno anche dimostrato che il quark top, il quark bottom e il leptone tau – che sono i fermioni più pesanti – ottengono la loro massa dalle loro interazioni con il campo di Higgs, sempre come previsto dal Modello Standard. Queste osservazioni hanno confermato l’esistenza di una forza, chiamata interazione di Yukawa, che fa parte del Modello Standard ma è diversa da tutte le altre forze della teoria: è mediata dal bosone di Higgs e la sua forza non è quantizzata.

ATLAS e CMS sono riusciti a misurare con grande accuratezza la massa del bosone di Higgs –  pari a 125 GeV –, che è una costante fondamentale della natura il cui valore non è previsto dal Modello Standard e che, insieme alla massa della particella elementare più pesante conosciuta, il quark top, e ad altri parametri, può determinare la stabilità del vuoto dell’universo.

Tutti i risultati ottenuti finora sono coerenti con il Modello Standard, ma c’è ancora molto spazio per nuovi fenomeni al di là di quanto previsto da questa teoria e il bosone di Higgs stesso potrebbe dare indicazione di nuovi fenomeni: ATLAS e CMS stanno eseguendo molte ricerche per sondare tutte le possibili forme di processi non previsti che potrebbero coinvolgere il bosone di Higgs e il loro lavoro proseguirà durante il Run3 di LHC che inizierà domani, 5 luglio, con le prime collisioni ad alta energia. Alla ripartenza del programma di fisica del più potente acceleratore di sempre e dei suoi esperimenti ATLAS, CMS, ALICE, LHCb, LHCf, MoEDAL, FASER, SND@LHC sarà dedicata una diretta dal CERN dalle 16 alle 18 che sarà possibile seguire anche sul canale Youtube dell’INFN a questo link.

ICHEP 2022 International Conference on High Energy Physics, Bologna, 6-13 luglio

I più recenti lavori nel settore dell’Higgs e negli altri settori di punta della fisica delle alte energie ma anche di altri ambiti della fisica fondamentale saranno presentati e discussi ad ICHEP, la principale conferenza internazionale di fisica delle particelle che sarà ospitata per la prima volta in Italia, a Bologna, a partire dal prossimo 6 luglio. La 41° edizione di ICHEP è organizzata dalle Sezioni INFN di Bologna e Ferrara con le Università locali e vedrà la partecipazione di centinaia di fisici da decine di Paesi, che trasformeranno, fino al 13 luglio, il capoluogo dell’Emilia-Romagna nella capitale mondiale della fisica.

ICHEP propone anche un ricco programma di eventi pubblici in città, Le Meraviglie della Fisica, che sarà l’occasione per celebrare il decennale del bosone di Higgs. Segnaliamo, in particolare:

12 luglio ore 18.00 – 19:00 | Premiazione concorso 10 anni dalla scoperta del bosone di Higgs promosso da ATLAS Italia e CMS Italia
Piazza Coperta di Sala Borsa, Piazza del Nettuno 3, Bologna

12 luglio, ore 21:30 | conferenza spettacolo A UN PASSO DAL BIG BANG. LA FISICA DOPO IL BOSONE DI HIGGS
Piazza Maggiore, Bologna
Conferenza spettacolo con Fabiola Gianotti, Direttore Generale del CERN, Gian Francesco Giudice, Direttore della divisione di fisica teorica del CERN, Guido Tonelli, Professore all’Università degli Studi di Pisa, Antonio Zoccoli, Presidente dell’INFN, Professore all’Università degli Studi di Bologna. Conduce Serena Dandini, con la partecipazione musicale de La Banda dell’Uku.

Le iniziative dell’INFN

Puoi consultare il programma delle iniziative che saranno organizzate dall’INFN nel corso del 2022 in tutta Italia sul sito dedicato al decennale della scoperta del bosone di Higgs https://higgs10.infn.it/ (il programma è in continuo aggiornamento)

Puoi scaricare il video di auguri della comunità INFN per l’anniversario del bosone di Higgs da qui o guardarlo sui canali social dell’INFN

Puoi ascoltare Tracce. Lessico di una scoperta, il podcast dell’INFN dedicato alla scoperta del bosone di Higgs su Spreaker, Spotify e Google Podcasts

 

 

 

 

4 luglio 2022.

La collaborazione ATLAS al CERN ha rilasciato la combinazione dei risultati piu’ recenti del bosone di Higgs. Il nuovo articolo, pubblicato sulla rivista Nature, arriva esattamente dieci anni dopo che ATLAS ha annunciato la scoperta del bosone di Higgs. La collaborazione ATLAS ha fatto enormi passi avanti nella comprensione del bosone di Higgs negli ultimi dieci anni e questo articolo li riassume, presentando nell’articolo un riassunto molto dettagliata delle interazioni del bosone di Higgs con altre particelle e delle sue proprietà.

I risultati si basano sul set di dati completo raccolto dall’esperimento ATLAS durante il run 2 (2015–2018) del Large Hadron Collider (LHC). Tale mole di dati ha permesso ai ricercatori di studiare il bosone di Higgs con dettagli senza precedenti.

Gli studi effettuati possono far luce sulla forma del potenziale energetico del campo di Higgs, che governa il meccanismo di Brout-Englert-Higgs e che ha dato massa alle particelle elementari una frazione di secondo dopo il Big Bang.

Il gruppo di Roma Tor Vergata ha partecipato all’esperimento ATLAS fin dall’inizio dando importanti contributi ed è lieta di festeggiare con voi l’evento a partire dalle ore 9:00 in Aula Grassano trasmettendo dal CERN uno speciale simposio sul bosone di Higgs.

Il gruppo ATLAS di Roma Tor Vergata

Sarà realizzato ai Laboratori Nazionali di Frascati LNF, che si estendono su circa 14 ettari, il primo grande impianto fotovoltaico dell’INFN per la produzione di energia rinnovabile. L’impianto da 1,1 MWp sarà costruito sulle coperture di 22 edifici dei LNF, per una superficie di circa 12.000 mq, pari al 50% della superficie edificata complessiva. L’opera sarà realizzata con strutture che integreranno i supporti per i pannelli solari e la coibentazione, con un miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici.
L’intervento è basato su un progetto da parte di una società di servizi energetici, condiviso con gli specialisti della Divisione Tecnica dei LNF. È la prima volta che l’INFN utilizza lo strumento del Partenariato Pubblico Privato nella forma del Project Financing su proposta del promotore, come consentito dall’art. 183 comma 15 del D.Lgs. 50/2016. Il Partenariato Pubblico Privato è una forma di cooperazione tra soggetti pubblici e privati con l’obiettivo di progettare, realizzare, gestire e finanziare un’opera pubblica, o di pubblica utilità.
L’opera, di cui a breve sarà emesso il bando di gara, verrà realizzata mediante una concessione della durata di 18 anni, che prevede la progettazione, la costruzione e la successiva gestione degli impianti. L’importo del progetto ammonta a circa 1.700.000 €.
L’energia prodotta dagli impianti fotovoltaici installati sui tetti sarà immessa localmente sulla rete elettrica LNF. L’impianto garantirà una produzione di 1,2 GWh l’anno, pari al 13% del consumo di base dei Laboratori, consentendo di ridurre di 651 tonnellate l’emissione di CO2, equivalente a quanto assorbito da un bosco di circa 1 km2 in un anno.
L’azione si inquadra in un percorso di attenzione all’uso efficiente dell’energia e delle fonti rinnovabili da parte dell’INFN e dei LNF, che ha visto negli ultimi anni vari interventi, eseguiti direttamente sia sulle strutture dell’acceleratore, sia sugli impianti di climatizzazione e di illuminazione. Tra questi, la realizzazione del sistema di recupero termico che consente di riscaldare 12.000 mq di uffici utilizzando il calore di scarto del sistema di raffreddamento dell’acceleratore e del centro di calcolo. Questo intervento, attivo dal 2015, consente di risparmiare 100.000 mc di metano l’anno, con una riduzione netta di ulteriori 163 tonnellate di CO2.

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.