COMUNICATO STAMPA. E' stata posata e ancorata sul fondale marino a 3500 metri profondità al largo di Portopalo di Capo Passero la prima torre dell’osservatorio per neutrini KM3NeT-Italia, progetto nel quale l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) gioca un ruolo chiave grazie anche al contributo dei suoi Laboratori Nazionali del Sud (LNS).  Questo nuovo successo segue a distanza di pochi mesi quello dello scorso maggio, quando era stata agganciata sul fondale marino la prima stringa. L’apparato impiega strutture di rivelazione di diverso tipo, torri e stringhe, appunto, per ottimizzare la risposta a una gamma quanto più ampia possibile di energia delle particelle studiate. L’esperimento, nella conformazione finale di questa fase, sarà costituito complessivamente da otto torri e ventiquattro stringhe, allo scopo di realizzare una matrice tridimensionale di sensori per la rivelazione e la misura di neutrini astrofisici di alta energia. Al suo completamento sarà, così, il più grande telescopio per neutrini astrofisici operante nell’emisfero boreale.
Costituirà, inoltre, la prima porzione del nodo italiano dell’infrastruttura di ricerca pan-europea KM3NeT, che ha l’obiettivo finale di espandere il rivelatore con ulteriori duecento strutture di rivelazione, superando in tal modo la sensibilità del telescopio statunitense per neutrini IceCube, operante nei ghiacci dell’Antartide.

“Il successo di oggi rappresenta un altro importante passo verso la costruzione di KM3NeT-Italia e quindi verso il completamento del nodo italiano dell’infrastruttura di ricerca europea”, commenta Giacomo Cuttone, responsabile del progetto Km3NeT-Italia e direttore dei LNS.
Il progetto Km3NeT è stato finora in gran parte finanziato con fondi strutturali europei - per la parte italiana con fondi PON 2007-2013 -, ed è già inserito nella lista delle infrastrutture europee di ricerca selezionate dallo European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI).

L’operazione marina
È iniziata con l’installazione della prima delle tre junction box che fungono da nodi per la comunicazione bidirezionale tra gli apparati sottomarini e la stazione di acquisizione dati di terra di Portopalo. Le junction box hanno anche la funzione di distribuire l’energia di alimentazione fornita agli apparati sottomarini. Sono stati inoltre posati e collegati i cavi di interconnessione tra gli strumenti in mare e il cavo elettro-ottico principale, che collega il sito posto a 100 km dalla costa. A seguire, è stata posata sul fondale e connessa alla junction box la torre nella sua configurazione compatta (di dimensioni e forma paragonabili a un container). Una volta verificato il pieno funzionamento di tutti gli apparati si è impartito alla torre il comando di apertura, per mezzo di un robot sottomarino filo guidato (ROV). Il tiro della boa di profondità posta sulla sommità della torre ha consentito, quindi, al sistema di assumere la sua configurazione finale di lavoro: la torre è costituita da una sequenza verticale di quattordici travature reticolari di alluminio (piani) di 8 metri di lunghezza, ciascuna ospitante 6 sensori ottici e 2 acustici. I piani, interconnessi mediante cime in materiale sintetico, sono spaziati verticalmente fino a ottenere un’altezza totale della torre pari a circa 400 metri.

“Sia la progettazione e costruzione degli apparati, che le operazioni di installazione sono particolarmente complesse –  spiega Mario Musumeci, coordinatore delle attività di integrazione – a causa dell’ambiente operativo particolarmente ostile: siamo a tre chilometri e mezzo di profondità sotto il livello del mare, senza opportunità di manutenzione dei sistemi”.
“Le operazioni di installazione hanno comportato il perfetto coordinamento tra il team che lavorava presso la stazione di acquisizione dati di terra e quello a  bordo della nave, – sottolinea Cuttone – e un particolare ringraziamento va al team INFN, composto da Klaus Leismuller, Nunzio Randazzo e Giorgio Riccobene, che sulla nave Ambrosious Tide, in condizioni meteo marine non sempre ideali, ha coordinato le operazioni di bordo”.

Il progetto Km3Net
Nella sua configurazione finale l’esperimento sarà costituito da una ‘selva’ di strutture, che formeranno una griglia del volume di circa un chilometro cubo. Le torri e le stringhe fungeranno da supporto per decine di migliaia di sensori ottici (fotomoltiplicatori), ‘occhi’ elettronici sensibilissimi che formeranno un’antenna sottomarina in grado di rilevare la scia luminosa azzurrina (chiamata “luce Cherenkov”) prodotta dalle rare interazioni dei neutrini di origine astrofisica con l’acqua di mare. Il complesso di torri costituirà quindi un telescopio per neutrini cosmici di alta energia, che provengono dal centro della nostra galassia, dopo aver attraversato lo spazio profondo e tutta la Terra, portando informazioni pressoché intatte sulle loro sorgenti.
Alla collaborazione internazionale Km3NeT, in cui l’Italia svolge un ruolo determinante con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, aderiscono Cipro, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Olanda, Regno Unito, Romania, Spagna. All’impresa partecipano nove gruppi dell’INFN (Bari, Bologna, Catania, Genova, LNF, LNS, Napoli, Pisa, Roma), in collaborazione e in sinergia con Istituti di ricerca geofisica, oceanografica di biologia marina (INGV, CNR, CIBRA, NURC).

Perché sul fondo del mare
La peculiarità dei neutrini risiede nella probabilità estremamente bassa di interagire con la materia: questa caratteristica consente loro di non essere assorbiti dalla radiazione di fondo e di attraversare imperturbati regioni che sono opache alla radiazione elettromagnetica, come l’interno delle sorgenti astrofisiche. Inoltre, essendo particelle neutre, non subiscono deflessioni causate dai campi magnetici galattici e intergalattici che impedirebbero di risalire alla direzione di provenienza. Il prezzo da pagare per osservare queste particelle così sfuggenti è la necessità di realizzare rivelatori di dimensioni enormi. Inoltre, per proteggersi dalla pioggia di radiazione cosmica che bersaglia la Terra, questi rivelatori devono essere installati in luoghi fortemente schermati. È però evidente che dispositivi di queste dimensioni non possono essere collocati in laboratori sotterranei. Una possibile soluzione, allora, è quella di utilizzare grandi volumi di un mezzo naturale, dotandolo di opportuni strumenti. In un mezzo trasparente, come l’acqua delle profondità marine o i ghiacci polari, è possibile rivelare la radiazione luminosa prodotta per effetto Cherenkov dalle particelle secondarie (muoni), che i neutrini generano interagendo con la materia. Poiché quest’ultimo ha una direzione sostanzialmente uguale a quella del neutrino che l’ha prodotto, la sua rivelazione permette di risalire anche alla direzione del neutrino e di conseguenza all’osservazione della sua sorgente. Inoltre, se poniamo il rivelatore nelle profondità marine (o dei ghiacci polari), la materia sovrastante funge anche da schermo contro il fondo di particelle cosmiche, che in superficie “accecherebbe” il rivelatore. L’acqua (o il ghiaccio) assolve, così, a un triplice compito: schermo protettivo dai raggi cosmici, bersaglio per l’interazione di neutrini e mezzo trasparente attraverso il quale si propaga la luce Cherenkov.

Contatti
Gaetano Agnello
Servizio Informazioni Scientifiche
INFN - Laboratori Nazionali del Sud
agnello@lns.infn.it
095 542 296
3298312277

Mario Musumeci
INFN - Laboratori Nazionali del Sud
musumeci@lns.infn.it
095 542 569
3286114595

COMUNICATO STAMPA CONGIUNTO INFN-INGV. Si è svolto nella sede dell’Ambasciata italiana a Tokyo, il workshop Muographer2014, organizzato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dall’Istituto di Ricerca sui Terremoti (Earthquake Research Institute, ERI) dell’Università di Tokyo, che hanno anche sottoscritto con l’occasione le lettere di intenti che formalizzano la collaborazione tra le tre istituzioni.
L’incontro scientifico bilaterale italo-giapponese è stato dedicato all’uso di particelle elementari – muoni e neutrini - per studi sulla Terra, con l’obiettivo di promuovere la ricerca e l'innovazione tecnologica in questo campo. Tra le nuove tecniche, una particolarmente importante consente di visualizzare condotti magmatici o altre strutture interne nella parte emergente di vulcani mediante muoni (una sorta di radiografia fatta non mediante raggi X ma sfruttando queste particelle, capaci di penetrare attraverso notevoli spessori di roccia). Visualizzazioni di questo tipo sono rilevanti come strumento di tipo diagnostico per la comprensione delle dinamiche magmatiche. I muoni piovono comunque incessantemente sulla Terra, essendo generati nell’impatto di particelle cosmiche con l’atmosfera. Questo strumento di indagine, introdotto da scienziati giapponesi, è stato sviluppato in Italia e in Giappone. I due Paesi presentano fenomeni geologici simili, compresi terremoti ed eruzioni vulcaniche, e sono all’avanguardia negli studi teorici e sperimentali in tali discipline.

Le lettere di intenti tra INFN, INGV ed ERI sono state firmate alla presenza dell’Ambasciatore d’Italia in Giappone, Domenico Giorgi e dell’Ambasciatore per la cooperazione scientifica e tecnologica del Ministero degli Affari Esteri, Makoto Katsura. Per l’Italia, hanno partecipato Paolo Strolin, delegato e iniziatore di queste ricerche in Italia per l’INFN, e per l’INGV Giovanni Macedonio, coordinatore del progetto MIUR Muraves che prevede l’applicazione al Vesuvio dei metodi basati sullo studio dei muoni, e Paolo Papale, Direttore della Struttura Vulcani; mentre per il lato giapponese, Takahiro Koyaguchi, direttore generale del Earthquake Research Institute dell'Università di Tokyo, e Hiroaki Aihara,vicepresidente dell’Università di Tokyo. Le lettere d’intento, firmate oggi, sono il preludio della sottoscrizione di un accordo per una collaborazione tra le tre istituzioni, attraverso lo scambio di ricercatori e studenti, lo sviluppo di ricerche di comune interesse e la circolazione dei risultati delle conoscenze e informazioni accademiche.
L’Ambasciatore Domenico Giorgi esprime grande apprezzamento per l’impegno che INFN, INGV ed ERI hanno devoluto all’organizzazione del workshop e alla sottoscrizione dei documenti: “La lettera di intenti firmata dalle tre prestigiose Istituzioni nell’occasione pone le basi per l’ulteriore rafforzamento delle attività di ricerca congiunte nello studio dei fenomeni sismici e delle eruzioni vulcaniche, –  sottolinea Giorgi – e il progetto di collaborazione alla base di queste iniziative – parte del Programma Esecutivo dell’Accordo Bilaterale per la Cooperazione Scientifica e Tecnologica – è di grande interesse per entrambi i Paesi, che possono trarre reciproco vantaggio dalla collaborazione scientifica in settori in cui sia l’Italia sia il Giappone sono all’avanguardia”.
“L’evento ha un profondo significato sotto un triplice aspetto – sottolinea Paolo Strolin –  per prima cosa, infatti, estende a un campo di ricerca innovativo la fruttuosa e consolidata collaborazione tra scienziati italiani e giapponesi, da cui trae vantaggio anche la formazione di giovani ricercatori di entrambi i paesi”. “Sancisce poi un’alleanza tra le scienze della terra e la fisica delle particelle elementari per lo studio di fenomeni, il vulcanismo e i terremoti, che interessano tutta la popolazione e, in modo particolare, quella dei due Paesi. E infine, si ritrova in questa alleanza lo spirito di “unità della scienza”, che è alla base della nostra vigorosa cultura e che tende a perdersi con l’inevitabile divaricarsi delle necessarie specializzazioni”, conclude Strolin.
“Italia e Giappone hanno una lunga e consolidata tradizione di ricerche d’avanguardia nel campo del vulcanismo”, aggiunge Paolo Papale, “e questo accordo ne è una ulteriore conferma; per progredire nella scienza è necessario spingersi oltre, esplorare nuove tecniche, trarre pieno vantaggio dai progressi in altre discipline e saperne cogliere i possibili risvolti in campi apparentemente distanti tra loro come lo studio delle particelle cosmiche e dei vulcani”. “Ci auguriamo anche”, continua, “che i giovani ricercatori possano trarre vantaggio da un ambiente di ricerca fertile e vitale, che persegue con coraggio nuove strade e sia in grado di stimolare le menti più brillanti”.

È in corso a Trento la presentazione del Piano Triennale 2015-2017 dell’INFN. L’incontro della comunità dei fisici dell'INFN, ha come obiettivo la valutazione della situazione presente e la discussione della programmazione futura delle ricerche e delle attività dell’Ente. I lavori sono stati aperti dal presidente Fernando Ferroni con un messaggio di soddisfazione e orgoglio per la nomina a direttore generale del CERN di Fabiola Gianotti, ospite dell’evento e protagonista anche lei con il discorso “LHC and Beyond”, in cui ha tracciato il futuro di LHC e degli acceleratori. Come ha ricordato Ferroni, Gianotti è figlia della scuola di fisica italiana, quella scuola che l’INFN ha fatto e che tuttora è in grado di fare. “L’INFN è oggi in una fase di transizione, una fase che è già iniziata e non è ancora conclusa, ma siamo a un buon punto, – ha esordito Ferroni – e la strada da imboccare deve essere scelta utilizzando la bussola dell’eccellenza, come nella tradizione dell’INFN”. L’Istituto è indirizzato verso un’estensione della sua missione e le sue attività devono essere ispirate anche alla collaborazione con gli altri enti di ricerca. Ferroni ha poi raccontato come da mesi l’INFN stia lavorando sul futuro delle proprie ricerche attraverso l’esperienza originale e partecipativa di What Next, il cui percorso durerà ancora alcuni mesi, ma che sta già producendo i suoi primi frutti: dallo studio della radiazione cosmica di fondo, all’indagine su energia oscura, assioni, senza trascurare aspetti applicativi, condotti anche in collaborazione con altri Istituti. “Ad ogni modo – ha evidenziato Ferroni – il primo importante risultato di What Next è l’aver mostrato che c’è una sete di capire se ci sono altre strade da battere”.

COMUNICATO STAMPA. È stata presentata in conferenza stampa al MUSE di Trento la mostra “Oltre il limite. Viaggio ai confini della conoscenza”, promossa dal MUSE e dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), con la partecipazione dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e con la collaborazione dell'Università di Trento e della Fondazione Bruno Kessler (FBK), sotto l’Alto Patronato del Presidente della Repubblica, e con il Patrocinio della Provincia Autonoma di Trento e del Comune di Trento. La mostra temporanea, la più grande mai allestita al Muse dall’apertura del museo, inaugura ufficialmente domani alle ore 17.00, e sarà aperta al pubblico dal 9 novembre 2014 al 14 giugno 2015.

“Oltre il limite” propone un viaggio che ci porta ai confini della conoscenza, alla scoperta dei limiti con cui si confrontano la fisica e l’astrofisica nel tentativo di comprendere e descrivere l’universo e la sua storia. La mostra ci porta a guardare da vicino questi confini invisibili, ma decisivi per la nostra vita, facendoci vedere con l’immaginazione mondi lontanissimi, che solo la scienza sta riuscendo ad esplorare. Il percorso è immersivo ed è caratterizzato dalla presenza di videoinstallazioni multimediali, exhibit interattivi, componenti originali provenienti da esperimenti, modellini e video. La mostra si articola in quattro aree tematiche che rappresentano ciascuna una sfida per la scienza contemporanea: Spaziotempo, Energia e Materia, Visibile e Invisibile, Origini.

L’allestimento riflette l’approccio multidisciplinare che caratterizza il MUSE ed è frutto della collaborazione che l’INFN porta avanti da anni con videoartisti e programmatori creativi italiani, come camerAnebbia e Federica Grigoletto.  In mostra ci saranno quattro videoinstallazioni interattive dedicate allo Spaziotempo (lo Spaziotempo), al campo di Higgs (L’universo prende massa), alle Extradimensioni (Un tuffo in altre dimensioni) e all’espansione dell’universo (L’età dell’universo) pensate per coinvolgere direttamente il pubblico che viene invitato a sperimentare con un approccio multimediale questi concetti in prima persona. In mostra vi sono inoltre exhibit interattivi dedicati all’effetto della gravità sullo spaziotempo, alla camera a nebbia, uno dei primi rivelatori di particelle mai realizzati, e all’osservazione dell’universo attraverso la sua frequenza. L’allestimento è arricchito anche da componenti autentici e modellini di alcuni esperimenti come Virgo, per la ricerca delle onde gravitazionali, l’acceleratore di particelle LHC, Boomerang per lo studio della radiazione cosmica di fondo, e gli esperimenti spaziali, Ams, Lisa Pathfinder e la Sonda Cassini

La mostra sarà accompagnata da un programma di eventi che ruota attorno al concetto di limite e mira a coinvolgere scienziati, musicisti, giornalisti e personalità appartenenti ai diversi ambiti della cultura.

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