Laboratori Nazionali di Frascati Archivi

Convegno a 100 anni dalla nascita del fisico austriaco – “Bruno Touschek Memorial Symposium (1921-2021)”

Il fisico che visse due volte: a 100 anni dalla nascita, i due Premi Nobel per la Fisica Carlo Rubbia e Giorgio Parisi insieme per ricordare la figura eclettica di Bruno Touschek e la sua eredità nel campo dell’accelerazione di particelle.

Dal 2 al 4 dicembre 2021 si svolgerà un convegno organizzato da Sapienza Università di Roma, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-INFN e Accademia Nazionale dei Lincei dedicato al brillante fisico austriaco che ha insegnato e fatto ricerca in Italia

Giovedì 2 dicembre – ore 9.00 – Aula Amaldi, Ed. di Fisica – Sapienza, piazzale Aldo Moro 5, Roma

Venerdì 3 dicembre – ore 9.30 – Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN, via Enrico Fermi 54, Frascati

Sabato 4 dicembre – ore 9.30 – Accademia Nazionale dei Lincei, via della Lungara 10 , Roma

Foto storica (INFN): Il fisico austriaco Bruno Touschek, uno dei pionieri delle ricerche sugli acceleratori di particelle. Giunto a Roma nel 1952, lavorò ai Laboratori INFN, dove propose e poi diresse la costruzione dell’Anello di Accumulazione (Ada), nel quale per la prima volta circolarono insieme, per poi collidere frontalmente, un fascio di elettroni e uno delle loro antiparticelle, i positroni.

È il 1945 e Bruno Touschek si separa dalla colonna dei deportati, cadendo riverso in un fosso a lato della strada, stremato dalla polmonite e dalla lunga marcia; uno dei soldati che scortavano i prigionieri, gli spara, un colpo alla testa e uno al petto.

Come si sarebbe evoluta la fisica delle particelle, se quello sparo avesse realmente ucciso il giovane austriaco? Invece il proiettile raggiunse Touschek solo di striscio e lui fu tratto in salvo, sottraendosi a un destino che sembrava già segnato.

A 100 anni dalla sua nascita, la Sapienza, l’INFN e l’Accademia dei Lincei dedicano alla figura e all’eredità del brillante fisico austriaco il “Bruno Touschek Memorial Symposium (1921-2021)”, un convegno di tre giorni ospitato nelle sedi delle tre istituzioni che hanno avuto una parte tanto rilevante nella sua vita.

Si parte il 2 dicembre alla Sapienza dove tra gli altri parteciperanno i due Nobel per la Fisica, Carlo Rubbia e Giorgio Parisi, intervenendo dall’aula Amaldi, proprio l’aula dedicata al fisico italiano che più si adoperò per inserire Touschek nel panorama della fisica italiana. Fu infatti negli ‘Anni 50 che Touschek giunse in Italia in forma stabile, insegnando all’università capitolina e contribuendo alla realizzazione e all’evoluzione degli acceleratori di alta energia.

Foto storica (INFN): Il fisico austriaco Bruno Touschek (il primo da sinistra), uno dei pionieri delle ricerche sugli acceleratori di particelle, nell’officina “Magneti” dei Laboratori INFN di Frascati alla fine degli anni ‘50. Touschek propose e poi diresse la costruzione dell’Anello di Accumulazione (Ada), nel quale per la prima volta circolarono insieme, per poi collidere frontalmente, un fascio di elettroni e uno delle loro antiparticelle, i positroni.

Un approdo non scontato per lo studioso, profondamente segnato da vicende personali. In seguito all’annessione dell’Austria alla Germania e all’introduzione delle leggi razziali fu costretto a lasciare gli studi presso l’Università di Vienna dove si era iscritto, dopo un breve soggiorno in Italia presso la zia materna, Adele, detta Ada. Fu proprio in suo onore che, molti anni più tardi, Touschek chiamò il prototipo di acceleratore, da lui concepito, realizzato presso i Laboratori di Frascati dell’INFN, ADA: Anello di Accumulazione. L’idea rivoluzionaria realizzata per la prima volta da Touschek in AdA consisteva nel far circolare all’interno di uno stesso anello e in direzioni opposte due fasci di particelle, uno di materia e uno di antimateria, dalle cui collisioni poter produrre nuove particelle. Questa idea ha aperto la strada allo sviluppo dei successivi anelli di collisione ed è alla base del funzionamento di LHC (Large Hadron Collider) del CERN, il più grande e potente collisore al mondo.

In Italia, grazie alla sua brillante personalità, contribuì al grande sviluppo dell’ambiente accademico e scientifico italiano, formando una nuova generazione di teorici – tra i suoi primi laureandi Nicola Cabibbo e Francesco Calogero – e consolidò quella che sarebbe divenuta una caratteristica dei Laboratori di Frascati: la simbiosi tra teoria, sperimentazione e costruzione di macchine acceleratrici.

Touschek era una personalità del tutto fuori dagli schemi e, oltre a coltivare la sua passione per le motociclette, aveva un talento innato per il disegno, al quale si dedicava in continuazione, dando forma artistica a dubbi e intuizioni: molti dei suoi schizzi e disegni, custoditi da amici e colleghi saranno esposti il 2 dicembre in occasione del convegno presso l’Edificio di fisica Marconi, accanto all’aula Amaldi.

Venerdì 3 dicembre, si terrà la cerimonia di intitolazione a Bruno Touschek del visitor centre dei Laboratori Nazionali di Frascati, alla quale prenderà parte, tra gli altri, il figlio Francis Touschek.

Link: https://agenda.infn.it/e/btms100

Testo e locandina dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma per il convegno a 100 anni dalla nascita di Bruno Touschek.

Foto storiche con didascalia di Bruno Touschek dall’INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

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Record mondiale di luminosità all’acceleratore di particelle SuperKEKB in Giappone, il ruolo degli scienziati perugini

Luminosità istantanea fornita dall’acceleratore SuperKEKB al rilevatore Belle II in funzione del tempo

Alle 13.34 del 15 Giugno 2020 ora italiana, l’acceleratore SuperKEKB, nel laboratorio KEK a Tsukuba in Giappone, ha stabilito un nuovo record mondiale, raggiungendo la luminosità istantanea di 2.22×1034 cm-2 s -1 . Il precedente record di luminosità era detenuto dal Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra con 2.14×1034 cm-2 s -1 .

La luminosità di un acceleratore esprime la capacità dell’apparato di produrre collisioni tra particelle e pertanto rappresenta uno dei principali elementi per ottenere nuove scoperte nel campo della fisica. In SuperKEKB avvengono collisioni tra elettroni e positroni ad un’energia prossima alla massa della risonanza Y(4S) (10.58 GeV) dove è copiosa la produzione di mesoni B, D e di leptoni t.

L’esperimento Belle II ha come obbiettivo principale la ricerca di effetti di nuova fisica, al di là del Modello Standard, nella produzione e nel decadimento di tale particelle.

Belle II è il risultato di una collaborazione internazionale di circa 1.000 fisici e ingegneri provenienti da 115 università e laboratori di 26 Paesi. L’Italia partecipa attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e le Università collegate, tra cui la Sezione di Perugia INFN e l’Ateneo perugino.

Claudia Cecchi, Maurizio Biasini, Elisa Manoni

Il gruppo perugino dell’esperimento Belle II, guidato dalla Professoressa Claudia Cecchi del Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università degli Studi di Perugia, contribuisce attivamente alla presa dati dell’esperimento, al mantenimento di una parte del rivelatore in particolare del Calorimetro Elettromagnetico (ECL) per la misura dell’energia di fotoni ed elettroni e ricopre ruoli di responsabilità nell’analisi dei dati per la ricerca di decadimenti rari che potrebbero dare informazioni fondamentali sulla ricerca di Nuova Fisica oltre il modello Standard. Il gruppo si avvale inoltre della collaborazione del Professor Maurizio Biasini, docente dello stesso Dipartimento, e della Dottoressa Elisa Manoni, ricercatrice della Sezione di Perugia dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Sebbene il Modello Standard descriva correttamente il comportamento delle particelle sub-atomiche note, numerose teorie predicono nuove particelle e ci sono osservazioni di natura astrofisica che suggeriscono l’esistenza di materia ed energia oscure. Inoltre è tutt’ora aperta la questione di quale sia l’origine dell’asimmetria materia-antimateria dell’universo. Nuove particelle, con massa molto grande, possono essere prodotte direttamente se si dispone di energia sufficiente, oppure possono essere osservate indirettamente attraverso gli effetti quantistici con cui modificano i processi di produzione e decadimento delle particelle già note e questo secondo approccio è quello seguito dal collisore SuperKEKB e dall’esperimento Belle II. Questi effetti quantistici sono tanto più rari quanto è maggiore la massa della nuova particella che li genera ed è quindi necessaria una grande quantità di dati per osservarli, per cui la luminosità fornita dal collisore è un fattore cruciale in questa ricerca. L’esperimento Belle II, in circa 10 anni di presa dati, accumulerà una luminosità integrata 50 volte maggiore (corrispondente alla produzione di 50 miliardi di coppie di mesoni B) rispetto ai suoi predecessori Belle e Babar. I dati raccolti fino ad ora hanno già permesso di porre un limite interessante nell’ambito della ricerca della materia oscura e sono stati pubblicati.

Per raggiungere l’alta luminosità necessaria, SuperKEKB adotta l’innovativo schema a nano-beam secondo il quale si fanno collidere fasci di elettroni e positroni organizzati in pacchetti lunghi ed estremamente sottili che si scontrano con un angolo d’incrocio relativamente grande. Questo record di luminosità è stato ottenuto integrando lo schema a nano-beam con il crab-waist, una tecnica quest’ultima che consente di contenere la distribuzione nello spazio delle fasi delle particelle nei fasci interagenti e di stabilizzare le collisioni.

È doveroso ricordare che lo schema a nano-beam ed il crab-waist sono stati concepiti e realizzati grazie ad un lavoro pioneristico del gruppo di fisica degli acceleratori dei Laboratori Nazionali di Frascati guidati dal fisico italiano Pantaleo Raimondi, anche nel contesto del progetto, poi non realizzato, dell’acceleratore SuperB.

Perugia, 26 giugno 2020

Testo e foto dall’Ufficio Stampa Università degli Studi di Perugia

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