La Commissione Scientifica V ha assegnato i Premi “Francesco Resmini 2014” per le due migliori tesi di dottorato in fisica degli acceleratori e delle nuove tecnologie. I vincitori sono Daniele Gatto Monticone, di Torino, con una tesi dal titolo "Creation and characterization of luminescent centres in diamond for applications as single photon emitters" e Gaia Pupillo, di Ferrara, con una tesi dal titolo “Produzione con acceleratori di radioisotopi per applicazioni in medicina nucleare”. Con il Premio Resmini l’INFN ricorda la figura del fisico milanese Francesco Resmini (1938-1984) tra i pionieri degli studi sulle macchine acceleratrici e sulla fisica applicata per la diagnostica ambientale e medica. Nel 1976 Resmini propose lo studio di fattibilità di un ciclotrone superconduttore che portò alla costruzione, negli anni 80, del ciclotrone superconduttore K800 da destinarsi ai Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN.(e.c.)

Lo sviluppo di ricerche e tecnologie nucleari applicate al monitoraggio della radioattività ambientale: è questo il tema dell’accordo firmato il 9 aprile a Tirana dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dall’Agenzia per l'Ambiente dell'Albania (Agjencia Kombetare e Mjedisit, AKM). Fernando Ferroni, presidente dell’INFN, e Julian Beqiri, direttore dell'AKM, hanno firmato, alla presenza dei delegati albanesi del Ministero dell'Ambiente, del Ministero dell'Educazione e della Scienza, e rappresentanti dell'ambasciata italiana in Albania, il Memorandum of Understanding (MoU) per lo sviluppo di progetti di ricerca congiunti da presentare a istituzioni finanziarie internazionali e alla comunità europea. Il MoU rappresenta la naturale prosecuzione di un cammino di crescita che ha visto coinvolti molti giovani ricercatori albanesi, che si sono formati nell'ambito di tesi di laurea magistrale, di dottorati di ricerca e di postdoc presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL) dell’INFN e presso le Università coinvolte nel progetto ITALRAD (ITALian RADioactivity project). Valorizzando il patrimonio culturale e scientifico dell'INFN nel campo delle tecnologie nucleari applicate all'ambiente, sono stati realizzati, in collaborazione con istituzioni albanesi, studi per la caratterizzazione radiologica di materiali da costruzione, rocce, suoli e NORM (Naturally Occurring Radioactive Material). Questa intensa attività scientifica ha portato a numerose pubblicazioni a firma congiunta tra i diversi gruppi di ricerca. Alla luce del recente riconoscimento dello status di candidato ufficiale per l'adesione all'Unione Europea, l'Albania è chiamata ad adottare standard e controlli per il monitoraggio della radioattività naturale e artificiale del proprio territorio. In particolare, l'Agenzia per l'Ambiente albanese sarà impegnata in accertamenti di radioprotezione nel rispetto delle normative internazionali. Con questa prospettiva, il MoU tra INFN e AKM assume un’importanza strategica per la cooperazione e per lo sviluppo di progetti da inserire anche nel programma quadro europeo per la ricerca e l'innovazione tecnologica.

Il progetto ITALRAD

Comunicato stampa: L’esperimento CUORE che si trova ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha presentato oggi i primi risultati scientifici nell’ambito di un seminario ai LNGS. Lo studio, centrato sui decadimenti rarissimi dei nuclei di tellurio, indica con precisione mai raggiunta prima per questi nuclei la regione in cui cercare un fenomeno che coinvolge i neutrini e che, secondo i fisici, potrebbe fornire informazioni chiave sull’asimmetria tra materia e antimateria nel nostro universo. Lo studio sarà disponibile da domani sull’archivio open access digitale ArXiv (http://arxiv.org/.)

CUORE (acronimo per Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) è un esperimento ideato per studiare le proprietà dei neutrini, in particolare, l’esperimento cerca un fenomeno raro chiamato doppio decadimento beta senza emissione di neutrini. Rivelare questo processo consentirebbe, non solo di determinare la massa dei neutrini, ma anche di dimostrare la loro eventuale natura di particelle di Majorana fornendo una possibile interpretazione della prevalenza della materia sull’antimateria nell’universo. Prima di completare CUORE, i ricercatori hanno costruito un prototipo chiamato CUORE-0 composto da una singola torre di 52 cristalli di ossido di tellurio e entrato in funzione nell’aprile 2013. Dopo una campagna di raccolta dati di circa 2 anni e accurate analisi, i ricercatori di CUORE-0 sono ora in grado di indicare con grande precisione la regione in cui indagare questo fenomeno. CUORE è progettato per lavorare in condizioni di ultrafreddo: è infatti composto da cristalli di tellurite progettati per funzionare a temperature di circa 10 millikelvin, cioè dieci millesimi di grado sopra lo zero assoluto.

“Questi risultati sono un’importante conferma per la collaborazione scientifica che ha progettato l’esperimento” commenta Fernando Ferroni presidente dell’INFN e professore dell’Università La Sapienza di Roma.

“Sebbene non si abbia evidenza diretta che i neutrini siano particelle di Majorana” aggiunge Ettore Fiorini ideatore dell’esperimento, associato INFN e professore emerito all’Università di Milano-Bicocca “la tecnologia di CUORE, basata su cristalli ultrafreddi, avrà sicuramente un ruolo da protagonista per chiarire la natura di queste particelle”. 

“CUORE-0 è il precursore di CUORE, il più grande rivelatore criogenico che lavorerà a temperature prossime allo zero assoluto” commenta Oliviero Cremonesi spokesperson dell’esperimento e ricercatore della sezione INFN di Milano-Bicocca . “Una volta completato sarà composto da un migliaio di cristalli di tellurite e studierà il doppio decadimento beta senza emissione di neutrini con una sensibilità mai raggiunta prima”.

“I Laboratori INFN del Gran Sasso offrono un’infrastruttura di ricerca unica al mondo per la ricerca di interazioni rare come quelle dei neutrini di Majorana o delle particelle che costituiscono la Materia Oscura”, sottolinea Stefano Ragazzi, professore presso l’Università di Milano-Bicocca e direttore dei Laboratori del Gran Sasso. “l’INFN è orgoglioso di ospitare nel suo principale laboratorio sotterraneo gli esperimenti più precisi al mondo in questo settore”.

CUORE è una collaborazione internazionale formata da circa 157 scienziati provenienti da trenta istituzioni in Italia, USA, Cina, Spagna e Francia. Per l’INFN partecipano le sezioni di Milano-Bicocca, Bologna, Genova, Padova, Roma La Sapienza, e i Laboratori Nazionali INFN del Gran Sasso, di Frascati e di Legnaro.

Il neutrino di Majorana e l’enigma dell’asimmetria tra materia e antimateria

Il doppio decadimento beta è un processo per cui, all’interno di un nucleo, due neutroni si trasformano in due protoni, emettendo due elettroni e due anti neutrini. Nel doppio decadimento beta senza emissione di neutrini non vi è appunto emissione di neutrini poiché uno degli antineutrini si è trasformato, all’interno del nucleo, in neutrino. Le particelle dotate di carica non subiscono questa trasformazione e il Modello Standard prevede che anche i neutrini siano esclusi, ma questo tipo di neutrini potrebbe essere speciale. Se, come ipotizzato negli anni ’30, dal fisico italiano Ettore Majorana i neutrini e gli antineutrini fossero due manifestazioni della stessa particella, come le due facce di una stessa moneta, la transizione tra materia e antimateria risulterebbe possibile. Questo fenomeno, seppur attualmente raro, potrebbe esser stato frequente nell’universo primordiale immediatamente dopo il Big Bang e aver determinato la prevalenza della materia sull’antimateria. (e.c.)