L’esperimento COMPASS al CERN ha ottenuto un importante risultato realizzando una misura chiave dell’interazione forte; lo studio è pubblicato sulla rivista americana Physics Review Letters. L’interazione forte è la forza che lega i quark all’interno dei neutroni e dei protoni e che tiene insieme i protoni e i neutroni all’interno dei nuclei di tutti gli elementi che costituiscono la materia. La combinazione più semplice di quark è il pione costituito da una coppia quark-antiquark ed ipotizzato nel 1935 da Hideki Yukawa come “mediatore” della forza che mantiene legati protoni e neutroni all'interno dei nuclei. L’esperimento COMPASS ha misurato una caratteristica dei pioni chiamata “polarizzabilità”, ovvero il modo in cui queste particelle possono deformarsi sotto l'azione di intensi campi elettromagnetici, caratteristica prevista in modo molto preciso dalla teoria. I risultati delle misure di COMPASS sono in forte accordo con le previsioni teoriche. “L’esperimento COMPASS ha ottenuto una misura che coincide perfettamente con le previsioni teoriche, un risultato molto importante” commenta Andrea Bressan spokesperson dell’esperimento e ricercatore dell’Università e dela sezione INFN di Trieste.

La misura è stata effettuata sparando un fascio di pioni contro un bersaglio di nickel; a causa del campo elettrico dei nuclei di nickel i pioni subiscono una deformazione che li porta a cambiare traiettoria emettendo una particella chiamata fotone. Misurando l’energia dei fotoni e la deflessione dei pioni, in un campione di 63.000 pioni, è stato possibile ottenere una misura della loro polarizzabilità.

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La Commissione Scientifica di fisica nucleare dell’INFN ha assegnato il Premio Villi per la migliore tesi di dottorato in fisica nucleare discussa nel periodo dal 1° giugno 2013 al 31 maggio 2014. La vincitrice è Caterina Michelagnoli autrice di una tesi su misure di tipo astrofisico eseguite sull’esperimento Agata e realizzata in collaborazione con la sezione e l’Università di Padova e con i Laboratori Nazionali di Legnaro. La cerimonia si è tenuta presso la presidenza dell’istituto. Con il premio Villi l’INFN ricorda la figura di Claudio Villi (1922-1996), fisico illustre che ricoprì a Padova, nel 1961, la prima cattedra italiana di Fisica Nucleare. A Villi si deve l’idea di creare i Laboratori Nazionali di Legnaro e l’attuale modello organizzativo dell’Istituto, che prese forma durante gli anni in cui fu presidente dell’INFN (1970-75).

COMUNICATO STAMPA CONGIUNTO INFN-UNIVERSITA' LA SAPIENZA. È una innovativa tecnica di chirurgia oncologica radioguidata, che utilizza al posto della radiazione gamma, cioè i fotoni oggi comunemente impiegati, la radiazione 
beta-, cioè gli elettroni. Lo studio è presentato in un articolo pubblicato nel numero di gennaio de The Journal of Nuclear Medicine. La pubblicazione presenta i primi risultati della ricerca, che riguardano la sensibilità della tecnica su particolari tipi di tumore, quali meningiomi e gliomi di alto grado: la valutazione è statisticamente positiva per questi casi clinici. Ora i ricercatori sono in attesa delle ultime approvazioni per cominciare dei test preclinici su campioni prelevati durante operazioni chirurgiche di meningiomi. Questa tecnica, sulla quale quale è stato depositato un brevetto PCT, è frutto della collaborazione tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Università La Sapienza, il Centro Fermi, l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT),  l’Istituto Neurologico Carlo Besta e  l’Istituto Europeo di Oncologia (IEO).

La chirurgia radioguidata è una tecnica che mira all’identificazione di residui tumorali per permettere una completa resezione in sede operatoria. Si inietta una sostanza radioattiva (un radiofarmaco) che si lega preferenzialmente alle cellule tumorali. Si attende che il farmaco sia metabolizzato e poi, durante l’operazione per l’asporto del tumore, si usa un dispositivo (sonda) in grado di rivelare la radiazione per verificare tessuti su cui si ha il dubbio se siano tumorali o meno. Alla fine della resezione, sempre durante l’operazione, si può usare la stessa sonda per verificare se siano rimasti residui.

Le tecniche di chirurgia radioguidata adottate oggi fanno tutte uso di radiofarmaci che emettono raggi gamma. Questi ultimi attraversano grossi spessori di materiale e sono pertanto utilizzati comunemente in diagnostica medica (in particolare nella PET e nella scintigrafia), e sono dunque un naturale punto di partenza per questa diagnostica. Il loro potere penetrante però comporta che, se c’è un organo fortemente captante in prossimità del tumore, esso emette un segnale che oscura qualunque segnale proveniente dai residui tumorali. Inoltre, il personale medico viene investito da una significativa dose di radiazione a meno di tenere le attività del radiofarmaco molto basse. Queste limitazioni rendono la chirurgia radioguidata non applicabile a tumori quali quelli cerebrali (vista l’alta captazione del cervello sano), dell’addome (in prossimità di reni, vescica, fegato, per esempio) e pediatrici (dove tutte le dimensioni sono ridotte).

“Per superare queste limitazioni – spiega Riccardo Faccini, professore all’Università La Sapienza associato all’INFN – il nostro gruppo di ricerca propone un cambio di paradigma, cioè utilizzare radiofarmaci che emettano radiazione invece che gamma: gli elettroni infatti hanno una capacità penetrante ridotta rispetto ai fotoni”.
“Il vantaggio di questa innovazione – prosegue Faccini – è che la scarsa penetrazione degli elettroni nei tessuti evita il problema della contaminazione da parte di organi sani captanti, e inoltre limita significativamente la radioattività assorbita dal personale medico”. I radiofarmaci con emissione di radiazione beta non sono mai stati usati nella diagnostica medica proprio perché gli elettroni hanno un bassissimo potere penetrante, meno di un centimetro nel corpo umano, e pertanto la radiazione emessa in condizioni normali non può uscire dal paziente. L’ambiente operatorio però consente di usare anche la radiazione beta-, dal momento che il chirurgo accede direttamente al tessuto che eventualmente emette la radiazione.

Dal punto di vista dell’applicazione di questo principio, la difficoltà principale è individuare i casi clinici in cui è essenziale una resezione completa del tumore e per i quali esista un radiofarmaco opportuno, cioè che emetta elettroni. Con l’ausilio dei medici nucleari, dei neurochirurghi e dei chirurghi addominali, i ricercatori hanno concluso che era opportuno cominciare a sperimentare la tecnica su tumori cerebrali, quali il meningioma e il glioma e sui tumori neuroendocrini, visto che per questi esiste un farmaco, l’Y90-DOTATOC già utilizzato per una particolare forma di radioterapia metabolica.

“Lo studio di questa tecnica – spiega Faccini – si è concentrato finora sullo sviluppo della sonda, sulla simulazione della sensitività della tecnica e sulla valutazione a partire da immagini diagnostiche, della capacità dei tumori e dei tessuti sani limitrofi di captare il radiofarmaco”. “E credo sia importante sottolineare in questa impresa la piena multidisciplinarità: la collaborazione, infatti, vede veramente sullo stesso piano fisici, ingegneri, medici nucleari, oncologi e chirurghi”, conclude Faccini.

Cesare Voci è scomparso nella notte tra il 27 e il 28 gennaio all’età di 74 anni per una crisi cardiaca. Fisico all’INFN e professore emerito all’Università di Padova, con i suoi brillanti lavori nell’ambito della fisica subnucleare e la sua dedizione all’attività di ricerca è stato protagonista della storia dell’INFN e rappresentava una delle colonne portanti del Bo. “Con profonda tristezza ho appreso della scomparsa del professor Voci, – commenta Fernando Ferroni, presidente dell’INFN – ricordo un amico e un maestro che tanto ha fatto per il nostro Istituto con la sua saggezza”. Di origini sicule, si era laureato in fisica nell’ateneo patavino nel 1962, ordinario dal 1980, aveva diretto la sezione INFN di Padova dal 1991 al 1997, e il dipartimento di Fisica Galileo Galilei dal 1997 al 2003. Aveva quindi ricevuto l’incarico di prorettore e poi di delegato alla didattica e al budget docenza. La sua carriera di luminare della fisica è testimoniata dalle sue numerose pubblicazioni e dagli incarichi di prestigio e di responsabilità ricoperti in vari esperimenti dell’INFN, in particolare ai Laboratori Nazionali di Frascati, e nell’ambito di grandi collaborazioni e laboratori internazionali, come il Cern di Ginevra, Desy ad Amburgo e Slac a Stanford. L’ultimo saluto al professor Voci avrà luogo nello storico cortile del Bo il 30 gennaio con il rito funebre dell’alzabara.

COMUNICATO STAMPA: Per una settimana, dal 29 gennaio al 4 febbraio, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), in collaborazione con il CERN, porta LHC, l’acceleratore che ha permesso ai fisici di scoprire il bosone di Higgs, in piazza Mignanelli (adiacente a piazza di Spagna), a Roma. Poco lontano da dove in Italia è nata la lunga tradizione della fisica delle particelle, grazie alle ricerche dei celebri “ragazzi di via Panisperna”, che hanno gettato le basi per la nascita del CERN e dell’INFN stesso.

Con l’installazione MEET LHC – 60 anni di Italia al CERN, l’INFN offre ai visitatori l’occasione di ammirare la complessità degli apparati sperimentali e di approfondire, attraverso un percorso fotografico, la storia di questo celebre laboratorio, in cui lavorano persone di ogni nazionalità, a testimoniare che la scienza è strumento di pace. Il percorso fotografico mette l’accento sull’importante contributo che l’Italia, grazie all’INFN, ha fornito per il raggiungimento dei successi del CERN. Tra gli oggetti esposti anche un componente originale del superacceleratore LHC, che in primavera riprenderà la sua attività di ricerca.

Nato a Ginevra nel 1954, il CERN è oggi il più importante centro di ricerca al mondo in fisica delle particelle, dove lavorano migliaia di persone di ogni nazionalità, di cui circa 1700 sono italiani. La sua storia segna la storia della fisica moderna e contemporanea. E il contributo degli italiani è stato di fondamentale importanza. Tra i fondatori, nel 1954, c’era Edoardo Amaldi, uno dei “ragazzi di via Panisperna”. È stato l’italiano Carlo Rubbia, nel 1984, a vincere il Premio Nobel per la scoperta dei bosoni W e Z. È stata sempre un’italiana, Fabiola Gianotti (oggi direttore designato del CERN), ad annunciare la più recente scoperta del bosone di Higgs. E molti sono gli italiani che hanno rivestito o rivestono tutt’ora ruoli chiave e incarichi di responsabilità al CERN. Questi risultati sono stati possibili grazie anche all’impegno dell’INFN, che ha sempre condotto ricerche di punta e goduto di grande prestigio a livello internazionale. L’iniziativa è stata resa possibile grazie alla collaborazione del Comune di Roma. (c.p.)

E’ stato approvato nell’ambito di Horizon 2020 il progetto INDIGO – DataCloud, che finanzierà lo sviluppo di una piattaforma software di tipo Cloud destinata alla ricerca scientifica, con 11 milioni di euro in 30 mesi. Con INDIGO, che sarà coordinato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), per la prima volta 22 istituzioni scientifiche di primo piano e 4 grandi aziende degli 11 paesi coinvolti si sono associati, collegando i principali sviluppatori e provider europei per realizzare una piattaforma Cloud che risponda alle esigenze specifiche di ricercatori in un ampio spettro di discipline. Il mondo della ricerca europea lavora in realtà da molti anni alla costruzione di un’infrastruttura di calcolo distribuita e condivisa, la European Grid Infrastructure – EGI, che interconnette attraverso tecnologie di Grid Computing centinaia di centri di calcolo in tutta Europa e che è stata realizzata per immagazzinare, distribuire e analizzare, tra gli altri, i centinaia di milioni di Gigabyte di dati scientifici prodotti dal Large Hadron Collider (LHC) del CERN. La nuova iniziativa, che si basa però al modello del Cloud computing, consentirà di effettuare un passo in avanti decisivo verso la realizzazione di una infrastruttura di calcolo a livello europeo più flessibile e in grado di meglio soddisfare le esigenze di un numero molto maggiore di diversi settori di ricerca. La costruzione della Grid in effetti aveva come obiettivo primario la condivisione delle risorse di calcolo, in vista di un compito estremamente complesso, come l’analisi dei dati di LHC. “Con questo progetto - spiega Davide Salomoni dell’INFN-CNAF di Bologna e principal investigator di INDIGO - i nostri sforzi si concentreranno sulla costruzione di una piattaforma software, che sarà completamente gratuita e open-source e che potrà operare su infrastrutture di rete sia pubbliche che private. Si potrà così rispondere allo stesso tempo alle esigenze di calcolo, elaborazione o archiviazione dati di ricercatori di discipline molto diverse, senza dover riscrivere ogni volta i software da zero, attraverso l’utilizzo di funzionalità comuni fornite dalla piattaforma INDIGO.” In sostanza i ricercatori avranno a disposizione uno strumento con cui accedere in modo semplice a risorse di calcolo e di archiviazione condivise e portare così a termine i calcoli e le elaborazioni più complesse, che non potrebbero svolgere con pochi computer o con il solo centro di calcolo del proprio laboratorio o ente. Partecipano con grandi aspettative al progetto, ad esempio, gruppi di ricerca di punta in ambito biomedico, che studiano le strutture proteiche con applicazioni nella diagnosi di malattie o di sintesi di nuovi farmaci. La piattaforma INDIGO, inoltre, potrà essere molto utile anche per la gestione dei dati di grandi archivi di opere museali o di cataloghi bibliotecari. In futuro inoltre potrebbe consentire ai laboratori e centri di calcolo di integrare le proprie risorse con quelle di provider esterni, ottimizzando in tal modo l’utilizzo delle risorse e diminuendone i costi. In questi casi si porranno nuovi problemi di gestione della sicurezza e della privacy dei dati, per cui verranno sviluppate soluzioni ad hoc, vista l'importanza di queste problematiche per la ricerca fondamentale, rilevanza ancora maggiore in ambito biologico e medico. “Ad ogni modo il nostro obiettivo - conclude Salomoni - è fornire alle comunità dei ricercatori europei uno strumento in grado di aumentare le loro possibilità di accesso ad infrastrutture informatiche distribuite. E in questo modo potenziare la capacità degli scienziati europei di ogni settore di risolvere problemi e arrivare a nuove scoperte.” INDIGO ha come partner industriali quatto grandi aziende europee dell’ICT: l’italiana Santer Reply, la tedesca T-Systems, la multinazionale Atos e la spagnola Indra. Nell’ambito di Horizon 2020, l’INFN partecipa anche a un altro grande progetto europeo recentemente approvato dalla commissione europea, EGI-Engage, che ha l’obiettivo di allargare e rafforzare l’infrastruttura di calcolo della ricerca europea attualmente esistente. E’ particolarmente significativo come, oltre a INDIGO, anche il principal investigator del progetto EGI-Engage sia un' italiana dell’INFN, Tiziana Ferrari. A testimoniare ancora una volta la validità e competitività del nostro Paese nell’ambito delle nuove tecnologie informatiche. L'iniziativa europea in questo settore verrà presentata anche ai media e al mondo della ricerca statunitensi nell’ambito della conferenza annuale della American Association for Advancement in Science (AAAS) a San Jose in California a febbraio 2015. (v.n.)

Valerio Ippolito e Luca Martini sono i vincitori dell’edizione 2014 del premio nazionale “Marcello Conversi” rivolto agli associati INFN che si sono dottorati nell’ultimo anno con una tesi nel campo della fisica subnucleare. La cerimonia di consegna si è svolta il 19 gennaio a Roma nella sede della presidenza dell’INFN. Il premio di questa edizione va a Valerio Ippolito della sezione Roma 1 con una tesi sulla “misura delle proprietà del bosone di Higgs nel canale di decadimento in quattro leptoni nell’esperimento ATLAS” e a Luca Martini della sezione di Pisa con una tesi sul “decadimento raro del mesone Bs in 2 muoni nell’esperimento CMS”. L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare con questo premio annuale intende ricordare la figura di Marcello Conversi (1917-1988), insigne fisico che insieme a Ettore Pancini e Oreste Piccioni svolse negli anni della seconda guerra mondiale un esperimento fondamentale che portò alla scoperta del muone e che segnò di fatto la nascita della fisica delle alte energie. (e.c.)