COMUNICATO STAMPA I risultati della collaborazione internazionale Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), il cacciatore di antimateria installato dal 2011 sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), saranno da oggi al centro della tre giorni "AMS giorni al CERN", che vede coinvolti alcuni tra i più importanti fisici teorici e sperimentali a livello mondiale tra cui  i responsabili  dei più importanti esperimenti dedicati allo studio  della fisica dei raggi cosmici. L'obiettivo primario delle giornate è comprendere il significato dei più recenti risultati di AMS e confrontarlo con quelli degli altri esperimenti e con le teorie oggi più accreditate sulla fisica dei raggi cosmici.
In particolare, AMS presenta la nuova misura di precisione del rapporto tra il flusso di antiprotoni e di protoni nei raggi cosmici, risultato che mostra per la prima volta una inattesa abbondanza di antiprotoni ad energie di centinaia di GeV.  Questa misura risulta complementare alla misura di precisione del flusso di antielettroni (positroni) pubblicata da AMS nel 2014, che evidenzia anch’essa  un eccesso di antimateria ad alta energia. L’inaspettata abbondanza dell’antimateria nei raggi cosmici di alta energia potrebbe essere dovuta ad un nuovo fenomeno fisico di tipo fondamentale. Saranno inoltre presentate le misure di precisione del flusso di protoni e di nuclei di elio fino a energie superiori al teraelettronvolt.
Gli attuali modelli delle interazioni dei raggi cosmici ordinari con la materia interstellare non possono spiegare questi nuovi risultati di AMS: queste osservazioni forniscono informazioni importanti sui meccanismi di produzione e di propagazione dei raggi cosmici. Anche se non è ancora possibile escludere che i risultati siano riconducibili all'esistenza di nuove sorgenti astrofisiche o a nuovi meccanismi di accelerazione e propagazione, tuttavia i più recenti risultati di AMS potrebbero essere interpretabili come l’effetto di collisioni tra particelle di materia oscura, e quindi una possibile evidenza indiretta della sua esistenza e della sua natura particellare.

AMS, al quale l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), è l'unico esperimento di fisica delle particelle presente sulla ISS e il suo livello tecnologico è tale da permetterne la lunga permanenza nell’ambiente ostile dello spazio. Nei suoi primi quattro anni di orbita, agganciato esternamente alla Stazione Spaziale, il rivelatore ha raccolto più di 60 miliardi di eventi di raggi cosmici (elettroni, positroni, protoni, antiprotoni e nuclei di elio, litio, boro, carbonio, ossigeno, ...) fino a energie dell’ordine del TeV.

“Siamo eccitati per questi risultati che presentano un quadro difficilmente interpretabile nell’ambito della fisica tradizionale dei raggi cosmici. Questo straordinario rivelatore che opera nello spazio e al quale l’Italia ha contribuito in maniera molto significativa anche grazie al ruolo dell’industria nazionale, ci sta portando, con l’estensione dei risultati già ottenuti dal rivelatore spaziale PAMELA e raggiungendo energie molto più alte, alla soglia di una possibile importante scoperta. Aspettiamo con trepidazione i futuri risultati”, è il commento di Fernando Ferroni, presidente dell'INFN.

L’identificazione diretta di antimateria, in particolare di positroni e antiprotoni, nella radiazione cosmica è determinante per lo studio di fenomeni non ancora noti. Piccole quantità di antimateria, infatti, possono essere generate nell’urto tra le particelle che compongono la radiazione cosmica e le polveri interstellari, ma i primi risultati di AMS su elettroni e positroni, già pubblicati sulla rivista Physical Review Letters nel settembre del 2014, indicano l’esistenza di una nuova sorgente di questa componente di antimateria rispetto a quanto previsto dalla loro produzione “standard” nella radiazione cosmica.  Durante la tre giorni al CERN, insieme a nuovi risultati sulle misure del rapporto tra anti-protoni e protoni, sul flusso di protoni, nuclei di elio e altri nuclei, saranno discussi anche risultati più precisi e a più alta energia sulla componente a elettroni e positroni.

“Quando 20 anni fa ho fondato assieme al premio Nobel Sam Ting l’esperimento AMS ero sicuro che avremmo scoperto qualcosa di interessante ma non avrei mai immaginato gli straordinari risultati che abbiamo presentato oggi al CERN. AMS è un caso di eccellenza italiana nel settore della ricerca internazionale, gran parte degli strumenti che permettono per la prima volta la misura di precisione dell’antimateria nei raggi cosmici sono stati ideati e sviluppati nei laboratori dell’INFN all’interno dell’Università e dell’industria nazionale con il contributo fondamentale dell’ASI. L’eccesso di antiprotoni presentato oggi al CERN si aggiunge a quello di positroni pubblicato in precedenza da AMS, rendendo sempre più plausibile l’ipotesi che stiamo osservando un nuovo processo fisico fondamentale”, è il commento di Roberto Battiston,  Presidente dell'ASI e fino a pochi mesi fa vice-responsabile della Collaborazione AMS .

Per comprendere estensivamente questi risultati è necessaria una conoscenza approfondita del processo coinvolto nelle collisione di raggi cosmici. Il confronto delle osservazioni di AMS con i risultati dei principali esperimenti per lo studio dei raggi cosmici (IceCube, Pierre Auger Observatory, Fermi-LAT, Magic, Hess e CTA, JEM-EUSO e ISS-CREAM) fornirà importanti contributi alla comprensione della produzione di raggi cosmici e dei loro meccanismi di propagazione.
AMS continuerà a operare per tutta la vita della Stazione Spaziale Internazionale, fino al 2024, raccogliendo e analizzando un volume crescente di dati a energie più elevate e rendendo così disponibile una ingente quantità di informazioni.

La seconda Commissione Scientifica Nazionale dell’INFN ha assegnato il premio Bruno Rossi per le migliori tesi di dottorato in fisica delle astroparticelle. Il premio è stato consegnato a Sabine Elisabeth Hemmer dell’Università di Padova che collabora all’esperimento GERDA e che ha presentato una tesi dal titolo “Study of Lepton Number Conserving and Non-Conserving Processes Using GERDA Phase I Data” e a Lorenzo Magaletti dell’Università di Bari, impegnato nell’esperimento T2K, con una tesi dal titolo “Measurement of nu-mu CC interactions with the ND280 detector of the T2K experiment”. La cerimonia di premiazione si è svolta presso Il Gran Sasso Science Institute a L’Aquila. Con questo riconoscimento l’INFN intende ricordare la figura di Bruno Rossi, insigne fisico, professore a Padova, che emigrò negli Stati Uniti a seguito delle leggi razziali. Qui divenne professore al MIT, dove diede contributi fondamentali alla fisica delle particelle elementari mediante lo studio dei raggi cosmici. Fra le sue scoperte, lo studio del decadimento del muone e la misura della sua vita media. Fu tra i primi a scoprire sorgenti di raggi X al di fuori del sistema solare. (e.c.)

Sono stati assegnati i prestigiosi premi del High Energy Particle Physics Board (HEPP) della European Physical Society (EPS) e tre sono gli italiani che hanno ricevuto gli importanti riconoscimenti internazionali. Guido Altarelli, dell’Università Roma Tre, e Giorgio Parisi, dell’Università La Sapienza, entrambi professori associati all’INFN, vincono il premio High Energy and Particle Physics Prize “per aver sviluppato uno schema di teoria di campo probabilistica per la dinamica di quark e gluoni, che ha reso possibile una comprensione quantitativa delle collisioni di alta energia tra adroni”. È invece Giovanni Petrucciani, che ha a lungo lavorato presso la sezione INFN di Pisa, a vincere lo Young Experimental Physicists Prize “per i suoi contributi eccezionali alla ottimizzazione del tracciatore nel rivelatore CMS a LHC, alla scoperta del bosone di Higgs e alla misura delle sue proprietà”. Tutti e tre i riconoscimenti sono, quindi, stati attribuiti per lavori che hanno fornito un contributo prezioso al progetto LHC e ai suoi esperimenti.

La pagina della European Physical Society dedicata ai premi

Il 13 aprile la Commissione Scientifica IV ha assegnato i Premi Fubini per le migliori tesi di dottorato in Fisica Teorica discusse tra il giugno 2013 e il maggio 2014. I vincitori sono Aurora Meroni (Centre for Cosmology and Particle Physics Phenomenology, Odense) con una tesi dal titolo "The nature of massive neutrinos and unified theories of flavour”, Francesco Negro (sezione di Pisa) con una tesi dal titolo “Magnetic and topological properties of strong interactions” e Filippo Sala (IPhT, CEA/Saclay e CNRS) con una tesi dal titolo “Flavour and Higgs physics near the Fermi scale”. La cerimonia si è svolta a Arcetri (Fi) presso Villa Il Gioiello, dove Galileo Galilei visse i suoi ultimi anni dopo l'abiura e la condanna da parte del Tribunale del Sant'Uffizio. Il Premio Fubini è stato istituito dall’INFN per ricordare la figura del fisico teorico torinese Sergio Fubini (1928-2005) le cui profonde intuizioni hanno portato ad importanti sviluppi in vari campi. Partendo dallo studio della produzione di molte particelle e dall'algebra delle correnti, si dedicò poi alla costruzione dei modelli duali, con risultati cruciali per riconoscere in essi la teoria delle stringhe; diede infine significativi contributi alla teoria dei campi, in particolare alle teorie conformi. Tanti sono inoltre gli allievi formatisi sotto la sua guida durante gli anni di insegnamento presso il Cern di Ginevra, il Mit di Boston e le Università di Padova e Torino. (e.c.)

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