Centri di ricerca C.R. Frascati

Sorge a circa 2 km a valle di Frascati e a 20 km da Roma in un’area di ricerca, Roma sud-est e Monteporzio, caratterizzata dall’insediamento di altri importanti istituti con cui collabora attivamente anche nella divulgazione ed educazione scientifica.

Il Centro ha, inoltre, intensificato negli anni l’attività di trasferimento tecnologico verso il mondo industriale volto ad accrescere la competitività del sistema economico italiano in un quadro di sviluppo sostenibile.

Attualmente nel Centro di Frascati le competenze si sviluppano su due filoni:

Fusione: le attività si concentrano in particolare sul confinamento magnetico, relative sia alla fisica dei plasmi sia allo sviluppo di tecnologie di rilevanza reattoristica, includendo anche attività sul confinamento inerziale. Vengono svolte nel quadro del programma Euratom per la fusione e sono focalizzate principalmente sulla sperimentazione su FTU (Frascati Tokamak Upgrade), sulla progettazione e realizzazione di componenti per il reattore sperimentale internazionale a fusione ITER.

Applicazioni della Radiazione: le competenze acquisite per l’arricchimento isotopico assistito da laser hanno generato un’articolata linea applicativa per lo sviluppo di sistemi, sorgenti e sensori, utilizzabili per un ampio spettro di diagnostiche dal monitoraggio ambientale a quello industriale, dalla protezione del beni culturali alla tutela della sicurezza e della salute del cittadino, dalle nanotecnologie alle tecnologie per imaging bio-medicale.

INFN ed Elettrosincrotrone. Le riflessioni di Giorgio Salvini

Ancora una volta, uno dei più illustri e noti protagonisti della fisica nucleare italiana degli anni 50, Giorgio Salvini dedica l’introduzione, di uno dei suoi compendi, alla rinascita della scuola della Fisica italiana e alle coraggiose scoperte di quegli anni difficili.

Uomo straordinario, di fama internazionale, e padre dei Laboratori di Frascati dell’INFN, il primo laboratorio nazionale di fisica delle particelle, fu uno dei pionieri per la rinascita morale e scientifica dell’Italia dopo la Seconda guerra mondiale.

Ripercorrendo le azioni e la vivacità culturale delle personalità di quel tempo che, grazie alla loro lungimiranza, coinvolsero le nuove generazioni e mossero, altresì, l’idea di lasciare l’eredità delle scoperte scientifiche, fino ad allora costruite e realizzate con il “genio” e la “passione” della scuola di fisica italiana, nonché, di passare il testimone ai giovani si può capire il coinvolgimento sociale e culturale che stava crescendo imperativamente nella nazione.

Tra le prime iniziative intraprese, dal comitato direttivo dell’INFN, fu la proposta del suo presidente Gilberto Bernardini di costruire una macchina acceleratrice di elettroni, precisamente dell’elettrosincrotrone di energia massima ≥ di 500 MeV. A tal fine, fu creato un gruppo di giovani ricercatori e tecnici che, insieme ad esperti di maturata e consolidata attività lavorativa, effettuarono la progettazione della “elettrosincrotrone”.

Nel 1958 l’elettrosincrotrone venne inaugurato a Frascati, sede scelta per la sua ubicazione, alla presenza delle massime personalità scientifiche. La macchina fu realizzata e, costruita interamente nelle sue componenti, dalle industrie e dalle università italiane. Fino alla sua realizzazione, la fisica delle particelle elementari veniva dominata dalla spettroscopia adronica che permette di sondare la struttura microscopica della materia, ovvero, struttura e livelli di risonanza dei protoni e dei neutroni, nonché la natura del loro legame.

Per la comunità scientifica internazionale, l’elettrosincrotrone rappresentava il risultato delle attività dei “fisici dell’eccellenza italiana” che, insieme al centro di Frascati, portò l’Italia del dopoguerra a far parte dei paesi protagonisti della storia della fisica.

La macchina acceleratrice era caratterizzata dal produrre un’intensità di fasci superiore, a quella di qualsiasi altra macchina nel mondo, consentendo quindi un’analisi più fine, precisa e puntuale della struttura degli adroni. Da tali esperienze scaturirono una serie di nuove scoperte sugli stati e sulle particelle, tra queste viene annoverata la straordinaria interpretazione di considerare le particelle che, fino ad oggi erano pensate semplici ed elementari, sono effettivamente elementari come i quark, i gluoni, i leptoni, i neutrini.

Tutto ciò si configura nell’assumere una “visione ordinata del mondo”, che porta alla nascita di nuovi scenari dove emergono nuove questioni come quelle relative all’origine dell’universo e dell’antimateria, all’esistenza di particelle di grande massa ancora oggi non note, e infine le caratteristiche di simmetria delle interazioni elementari con loro eventuali rotture.

I laboratori di Frascati progettano e costruiscono gli acceleratori – AdA – ADONE – DAFNE

La scuola di Frascati è costituita da eccellenti, ed efficienti, risorse umane e strutturali. I nuovi laboratori sono al servizio di personalità scientifiche di alto livello, del calibro di Bruno Touschek, di Raoul Gatto e Nicola Cabibbo. A questi, deve essere attribuito il merito di aver dato ai laboratori di Frascati, un nuovo orizzonte scientifico che si compendia nei nomi di AdA e ADONE. L’anello di accumulazione AdA fu costruito a Frascati da un piccolo gruppo di giovani fisici e tecnici, guidati da Bruno Touschek, fisico teorico austriaco. Egli elaborò l’idea rivoluzionaria, alla base della realizzazione dell’acceleratore, che consisteva nel far circolare all’interno dello stesso anello, e in direzioni opposte, due fasci di particelle (elettroni e positroni) dalle cui collisioni, poter produrre nuove particelle. Il sincrotrone Ada, consentì fino al 1975 di approfondire la comprensione dell’ottetto barionico, di trovare e di misurare nuovi mesoni, nonché, di controllare le leggi della nuova meccanica quantistica e dei quark. Pur avendo avuto una breve vita scientifica, AdA rimane una pietra miliare nella storia della scienza di generazione di acceleratori, avendo fornito ai fisici delle particelle elementari la prova definitiva della fattibilità dei collisori elettrone-positrone. Subito dopo AdA, venne realizzato il gemello ADONE che fu diretto da Fernando Amman. Purtroppo, la sua costruzione fu ritardata di circa due anni a causa dei disordini scientifici, a quel tempo, in essere. In questi anni, la scienza italiana fu caratterizzata da grandi disagi socioculturali che rallentarono il cammino verso lo sviluppo dell’energia nucleare. L’aspetto scientifico più rilevante, di quegli anni, è la produzione multipla, adronica e no, nell’urto elettrone-positrone a 3000MeV.

Le nuove esperienze compiute con ADONE portarono a grandi risultati sulla produzione multipla, che favorirono prestigiose collaborazioni con i fisici ricercatori di Stanford negli USA. Si precisa che, l’Acceleratore Lineare di Stanford si trova in California, a sud di San Francisco. Lo SLAC, lo Stanford Linear Accelerator Center, fu fondato nel 1962 con l’obiettivo di costruire il più lungo acceleratore lineare (≈ 3 km), che la comunità dei fisici di alte energie avesse mai progettato sino ad allora.

Per concludere la gloriosa storia di Adone, che chiude con orgoglio le scoperte del secolo scorso, e per continuare la narrazione del nuovo filone di ricerca, avviatasi all’inizio del nuovo secolo, è imperativo ricordare, che la ricerca italiana viene indirizzata alle macchine acceleratrici di alta luminosità. Proprio, seguendo il nuovo orizzonte di ricerca, nei laboratori di Frascati viene costruita DAFNE e, con coraggio, i ricercatori affrontano il problema della rottura di simmetria alle sue basi. La macchina costruita era in grado di mettere in evidenza la violazione di CP e di T nei casi più sottili.