ACCELERATORI
Gli acceleratori di particelle, lineari o circolari, sfruttano fasci di particelle accelerati che collidono con una targhetta o con un altro fascio dando origine a reazioni nucleari e subnucleari, annichilazioni o creazione di nuove particelle. Sono strumenti che, accelerando le particelle ad energie elevate, permettono di studiare e ricostruire i primi istanti di vita dell'Universo e la sua evoluzione, al contempo sono strumenti formidabili per lo studio dei costituenti della materia, le loro interazioni e le leggi che li governano. Sono apparati molto versatili, che permettono una vasta gamma di applicazioni di interesse per la società e per l'industria.
La realizzazione dei moderni acceleratori di particelle necessita della stretta collaborazione tra gli enti preposti alla loro progettazione e utilizzo, e le industrie specializzate nella produzione di componenti di alta tecnologia che li compongono. Le applicazioni degli acceleratori e delle tecnologie collegate nella fisica fondamentale hanno in molti casi portato anche ad un processo di specializzazione delle industrie che operano nel settore.
Sin dalla sua fondazione l'INFN si dedica alla fisica degli acceleratori, sviluppa e realizza nuove macchine acceleratrici in grado di sfidare i limiti tecnologici esistenti, soprattutto nei propri Laboratori Nazionali dove le importanti infrastrutture presenti sono utilizzate con continuità dalla comunità nazionale ed internazionale. Alcuni degli acceleratori dell'Istituto hanno caratteristiche uniche, come l'acceleratore con elettroni e positroni DAFNE ai Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) con la maggior luminosità a bassa energia al mondo; SPARC_LAB (a LNF), che studia nuove tecniche di accelerazione compatte con plasma per ridurre i costi e le dimensioni degli acceleratori e poter pilotare sorgenti di radiazione laser a lunghezza do'onda corta come i Laser ad Elettroni Liberi (Free Electron Laser, FEL).
Le applicazioni che gli acceleratori sviluppati all'INFN offrono sono disparate: dalla formazione d’immagini in funzione del tempo nella scienza dei materiali, alla biologia, alla chimica per l’ambiente, applicazioni di ottica non lineare. Anche ai Laboratori di Legnaro (LNL) si sono sviluppati acceleratori innovativi (SPES) sia per lo studio di ioni pesanti che per applicazioni in scienze dei materiali, o utili alla modifica o al trattamento delle superfici di materiali per migliorarne le caratteristiche meccaniche o elettriche. Con il progetto SPES si fornirà inoltre una struttura in grado di soddisfare esigenze di ricerca applicativa nel campo della medicina nucleare grazie ad un laboratorio dedicato all'uso del secondo fascio di protoni del ciclotrone, per la produzione di radioisotopi per applicazioni mediche per diagnostica e terapia. Ancora medicina a Laboratori Nazionali del Sud (LNS) con una sala di irraggiamento per la protonterapia (CATANA), per la cura di melanomi oculari con fasci di protoni a 62MeV. Altri importanti ambiti applicativi degli acceleratori sono la conservazione dei beni culturali e l'irraggiamento di componentistica per l'industria aerospaziale.