SCIENZA E RICERCA

Dai fasci instabili una nuova “speranza” per la fisica nucleare

Oltre un centinaio di partecipanti da una quindicina di paesi diversi si sono dati appuntamento per una tre giorni (10-12 ottobre 2016) presso i Laboratori nazionali di Legnaro. Qui è ospitato uno dei quattro laboratori nazionali dell'Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN), cha ha finanziato un ambizioso progetto di fisica nucleare chiamato SPES (Selective Production of Exotic Species). 

Se è vero che la corrispondente parola latina significa speranza, questo progetto è già realtà e si trova in una fase avanzata di realizzazione. La comunità dei fisici nucleari, teorici e sperimentali, e quella dei tecnologi dedicati alla costruzione degli acceleratori e delle varie apparecchiature, si sono incontrate per discutere lo status del progetto e per illustrare un'impressionante serie di proposte di esperimenti scientifici innovativi da realizzarsi quando il progetto diventerà completamente operativo. Ad oggi, le infrastrutture sono state completate e il ciclotrone, il cuore del sistema di accelerazione e produzione di particelle è stato installato ed ora è in fase di test. Lo scopo del progetto è quello di avere fasci di ioni accelerati a energie di alcuni Megaelettronvolt, ovvero le energie a cui si manifestano le proprietà strutturali dei nuclei atomici. La differenza principale rispetto a macchine già operative in tutto il mondo è quella di accelerare ioni cosiddetti esotici o radioattivi, ovvero nuclei di atomi che solo raramente si trovano in natura (perciò detti esotici), ma che nonostante ciò possono esistere per un breve tempo, oltrepassato il quale decadono emettendo radiazioni (perciò radioattivi o instabili). Questi nuclei sono difficili da produrre e da manipolare e questa nuova facility, dotata di un innovativo sistema di produzione delle specie esotiche, metterà i laboratori di Legnaro in una posizione di avanguardia  a livello mondiale, sfidando sul terreno della ricerca di base i paesi più avanzati in questo settore, in particolare USA, Giappone, Francia, Germania che stanno costruendo o pianificano apparati complementari. Questa è la fase alfa del progetto, che verrà seguita da una fase beta in cui questi nuclei instabili, una volta prodotti, verranno ri-accelerati e utilizzati in esperimenti volti alla comprensione di aspetti di struttura nucleare di natura fondamentale. Al momento ci sono già una cinquantina di proposte di esperimento, illustrate nel corso della conferenza sotto forma di lettere di intenti, che verranno vagliate e selezionate da un apposito comitato per assicurare l'eccellenza scientifica della campagna sperimentale. La conferenza è stata anche l'occasione per una fitta carrellata di interventi sui principali laboratori di fisica nucleare nel mondo, e in particolare, grazie all'intervento di Gianfranco Prete (INFN-LNL) sullo status di SPES e sul ruolo che giocherà in futuro.

Oltre alla scienza di base, il progetto prevede altre fasi, gamma e delta, dedicate rispettivamente alla produzione di sorgenti di neutroni, rivolta principalmente alle applicazioni industriali, e alla produzione di radioisotopi e radiofarmaci per gli studi di fisica medica e per gli studi sulla cura dei tumori. Pertanto il progetto darà un ritorno in termini di tecnologia anche alle altre componenti della società civile e dell'industria, oltre a mettere a disposizione un’enorme mole di nuovi dati in cui fisici potranno immergersi.

L'università di Padova, e in particolare il dipartimento di Fisica e Astronomia "G.Galilei", svolgono un ruolo centrale nel progetto, non solo per mezzo dei professori e ricercatori coinvolti negli esperimenti, nell'analisi dei dati e nella costruzione degli apparati di rivelazione e dell'elettronica, ma anche e soprattutto, nel formare e indirizzare gli studenti (fisici, ingegneri, chimici, biologi, medici) verso questo progetto di lunga durata che porterà sicuramente ad ambiziosi esperimenti, importanti scoperte, innovazioni tecnologiche e impiego per gli studenti più meritevoli e preparati.

Lorenzo Fortunato

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