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Progetto alternanza scuola lavoro giornalismo scientifico Roma Tre: Emanuele Amandolagine, Maria Ottaviani.

Il giorno 3 Febbraio 2017 è stato organizzato dal dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università di Roma Tre un seminario per celebrare i 70 anni del professore Filippo Ceradini. Il simposio si è tenuto presso “l’Aula Magna della Vasca Navale” Via Vito Volterra, 62 00146 Roma.

L’aula a gradoni, molto ampia in stile moderno, era gremita di persone provenienti da tutta Europa a testimonianza del successo dell’iniziativa.

L’evento è cominciato alle ore 10:30 con l’introduzione della professoressa Lucia Caporaso, direttrice del dipartimento di Matematica e Fisica, seguita da varie presentazioni su diversi argomenti legati alla carriera del professore Ceradini. Le presentazioni sono consultabili al seguente link.

Nella sessione mattutina sono stati presentati i seguenti argomenti:

1. “A lecture on Particle Physics” (“Una lezione sulla Fisica delle Particelle Elementari”), Filippo Ceradini;
2. “The Adone and the E247 experiments” (“Gli esperimenti Adone ed E247”), Maria Lorenza Ferrer e Rinaldo Santonico;
3. “The UA1 experiment” (“L’esperimento UA1”), Francesco Lacava.

Nella sessione pomeridiana sono stati presentati i seguenti argomenti:

1. “The WA92 experiment” (“L’esperimento WA92”), Stefano Veneziano;
2. “The RD5 experiment” (“L’esperimento RD5”), Ludovico Pontecorvo;
3. “The KLOE experiment” (“ L’esperimento KLOE”), Erika De Lucia;
4. “The ATLAS experiment” (“L’esperimento ATLAS”), Domizia Orestano.

Durante la pausa pranzo tra le due sessioni i presenti hanno avuto la possibilità di conversare riallacciando rapporti con colleghi che, in molti casi, non vedevano da tempo.

Nel seguito descriviamo alcuni degli esperimenti che sono stati presentati durante il simposio.

The Adone and the E247 experiments

Gli esperimenti Adone ed E247 sono due importanti esperimenti in cui ha lavorato il professore; questi risalgono ai primi anni della sua carriera. Nella metà degli anni 60 fu costruito a Frascati il primo collider elettrone-positrone, nominato ADA, che lavorava all’energia di 400 MeV (1 MeV=1 milione di elettronvolt*). ADA, acronimo di Anello Di Accumulazione, fu progettato e realizzato dal fisico Bruno Touschek, che lo battezzò con il nome di sua zia. Successivamente fu costruito l’esperimento ADONE come potenziamento di ADA, che era in grado di raggiungere l’energia di 3 GeV (1 GeV=1 miliardo di elettronvolt). Lo scopo dell’ esperimento ADONE era quello di studiare l’elettrodinamica quantistica al più alto momento trasferito mai raggiunto prima. Il risultato più rilevante è stata l’osservazione di eventi multiadronici, dove le coppie elettrone-positrone annichilivano producendo particelle adroniche, ossia in grado di interagire tra loro tramite forza nucleare. Questa è stata la prima osservazione di produzione di particelle adroniche dal vuoto.

The UA1 experiment

Il progetto fu proposto da Carlo Rubbia nel 1976 all’International Neutrino Conference ad Aachen. Fu poi approvato nel Giugno del 1978. L’idea di Rubbia era di utilizzare un acceleratore di protoni già esistente convertendolo in un collider di protoni e antiprotoni, in modo simile a quanto si faceva con i collider e⁺e^–. Si propose quindi di convertire l’acceleratore SPS presso il CERN in un collider protone antiprotone con un’energia di 540 GeV. Il problema della generazione del fascio di antiprotoni fu risolto a partire dagli studi di van der Meer sul raffreddamento stocastico (https://it.wikipedia.org/wiki/Raffreddamento_stocastico). Questo esperimento portò alla scoperta del bosone W e del bosone Z⁰ che consentì a Rubbia e van der Meer di vincere il Premio Nobel per la fisica nel 1984. Dopo aver ricevuto il Premio Nobel Rubbia ha mandato una cartolina (mostrata nella figura seguente) al professor Filippo Ceradini ringraziandolo per il suo contributo.

The RD5 experiment

Il progetto è stato realizzato tra il 1991 e il 1995. L’esperimento è nato con lo scopo di studiare il punchtrhough adronico ad alta energia ed in presenza di campo magnetico, e la rivelazione dei muoni per LHC. I muoni sono identificati da rivelatori di tracciamento posti a valle di materiali molto pesanti, che assorbono tutte le altre particelle. Tuttavia può capitare che dei pioni carichi sono in grado di attraversare tutto il materiale senza interagire, dando origine al fenomeno di punchthrough.

Schizzo originale del professore che illustra la rivelazione dei muoni e il concetto di punchtrhough.

The KLOE experiment

L’esperimento KLOE (K Long Experiment) fu proposto nell’estate 1991, disegnato, costruito e testato in sette anni e nell’aprile del 99 è andato in funzione nei Laboratori Nazionali di Frascati. A DaΦne e⁺e^– vengono fatti collidere con energia di 1019,4 MeV. Dalla collisione dei due fasci, si generano numerosi mesoni Φ (di massa 1GeV) che, successivamente, decadono originando così due mesoni K (formati da un quark u o d e un antiquark strano anti-s). Ulteriore obiettivo di DaΦne è studiare la violazione o meno delle simmetrie CP e CPT. In particolare la simmetria CPT suppone che particelle e antiparticelle hanno esattamente la stessa massa, ciò è stato verificato sperimentalmente dal sistema dei mesoni K. KLOE è costituito da due rivelatori principali: una camera tracciante a deriva e un calorimetro elettromagnetico centrale. Al fine di misurare la quantità di moto delle particelle cariche, si misura la curvatura delle tracce che le particelle rilasciano nella camera tracciante quando attraversano una regione di spazio in cui è presente un campo magnetico. Per questo motivo la camera è costruita all’interno di un solenoide cilindrico che genera un campo magnetico di 6000 gauss. Per canalizzare le linee di campo si utilizza il giogo di 1000 tonnellate di ferro mostrato in figura.

Foto del giogo del magnete di KLOE durante il trasporto assieme alla sua squadra

The ATLAS experiment

L’esperimento ATLAS fu proposto nella sua forma attuale nel 1994. ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) è un rivelatore di particelle costruito per LHC (il più grande acceleratore di particelle mai realizzato), ottenuto dalla “fusione” di EAGLE e di ASCOT. E’ un esperimento che si trova al CERN gestito da una collaborazione internazionale. Il rivelatore di ATLAS è di tipo “general purpose” (molto versatile) ed ha numerosi obiettivi:

• la conferma del Modello Standard, l’attuale teoria alla base della fisica delle particelle elementari;
• la ricerca di segnali di “nuova fisica”;
• l’osservazione e lo studio del bosone di Higgs;
• lo studio della fisica del quark top e dei bosoni W e Z;

Il risultato più importante è stato quello di scoprire il bosone di Higgs nel 2012 utilizzando i canali di decadimento in due fotoni , quattro leptoni e due leptoni e due neutrini.  Tra i leptoni di decadimento ci sono i muoni. Il professore ha lavorato gran parte della sua carriera alla costruzione e gestione dei rivelatori a muoni dell’esperimento ATLAS.

Maggiori informazioni sull’esperimento ATLAS si possono ottenere sfogliando questo sito.

*Energia acquistata da un elettrone che si muove in un campo elettrico sotto la differenza di potenziale di 1 Volt

By Atla Italia