Gruppi di lavoro

I gruppi di lavoro si terranno il giorno 20 novembre e si potrà partecipare a un solo gruppo

A	STUDIO E CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI ATTRAVERSO L’USO DI SORGENTI CONVENZIONALI E LUCE DI SINCROTRONE. UN APPROFONDIMENTO SUI MATERIALI CHE COSTITUISCONO I BENI CULTURALI A. Balerna, L. Pronti, M. Romani, G. Viviani, V. Sciarra, M. Pietropaoli, M. Cestelli Guidi Le tecniche spettroscopiche e di imaging, effettuate utilizzando sorgenti di luce convenzionali e non, come ad esempio la luce di sincrotrone prodotta da acceleratori di particelle, consentono lo studio e la caratterizzazione di materiali in diversi campi di ricerca quali ad esempio la scienza dei materiali, la geologia, la medicina, ed i beni culturali.Nel gruppo di lavoro verrà introdotta sia la luce di sincrotrone, spiegandone le sue caratteristiche e la sua versatilità, sia l’applicazione di sorgenti convenzionali utilizzate in diverse tecniche diagnostiche per la caratterizzazione dei materiali. Una particolare attenzione verrà posta sui materiali che costituiscono i beni culturali che, proprio per la loro unicità e valore artistico, storico ed economico, richiedono lo sviluppo di tecniche non invasive e applicabili in situ o analisi micro-invasive. Infine, verrà realizzato un esperimento nel laboratorio DAΦNE-Luce che prevedrà l’utilizzo di sorgenti convenzionali in un intervallo spettrale esteso, su dei casi studio selezionati.
B	VEDERE LA BUIO. TEORIA ED APPLICAZIONE DEI SISTEMI SONAR M. Beretta In questo gruppo di lavoro verranno presentate le basi teoriche della propagazione delle onde acustiche ed elastiche, su cui si basano i sistemi sonar. Successivamente verranno illustrate le applicazioni dei sonar a svariati settori di impiego. Infine verrà chiesto ai partecipanti di montare e testare un piccolo sistema sonar per il rilevamento remoto di oggetti.
C	BRUNO, PIERRE ED IL MUONE: PERCORSO STORICO E SPERIMENTALE ALLA SCOPERTA DEI RAGGI COSMICI C. Gatti, G. Felici Ripercorreremo una storia fatta da viaggi con palloni, immersioni sott‘acqua, lingotti d‘oro ed esperimenti sotto i bombardamenti, che porto’ alla scoperta dei raggi cosmici e alla nascita della moderna fisica delle particelle. Seguendo le impronte di protagonisti come Bruno Rossi e Pierre Auger ripeteremo, nei limiti di tempo a noi concessi, alcune delle esperienze che portarono a queste grandi conquiste utilizzando rivelatori a scintillazione e altra strumentazione di laboratorio.
D	SUPERCONDUTTIVITA’ E L’EFFETTO MEISSNER NEI SUPERCONDUTTORI CERAMICI GRANULARI AD ALTA TEMPERATURA M. Beatrici, D. Di Gioacchino Materiale (consultare prima della partecipazione) Lo scopo dell’incontro è conoscere il fenomeno superconduttivo. Sperimentalmente sarà caratterizzato l’effetto “Meissner” di un materiale superconduttore ceramico. Sarà mostrata la levitazione di un trenino con superconduttori ceramici su una ferrovia magnetica e di un piccolo magnete su un superconduttore. inoltre sarà presentata la misura di suscettività magnetica di un superconduttore in funzione della temperatura. Verrà effettuata una lezione introduttiva del fenomeno e la presentazione delle esperienze che seguiranno in laboratorio.
E	SORGENTI DI PLASMA PER L’ACCELERATORE DI PARTICELLE A. Biagioni, L. Crincoli, R. Demitra Il gruppo di lavoro consiste in una parte teorica e una sperimentale riguardanti i concetti di base della fisica del plasma. In particolare, l’attività sperimentale riguarda elementi fondamentali dell’ottica geometrica, o ottica dei raggi (che descrive la propagazione della luce in termini di raggi), e la diagnostica del plasma, basata sull’ottica geometrica e sulla spettroscopia. Le lezioni teoriche e le attività sperimentali si svolgono normalmente nel Plasma_Lab, situato presso i LNF, dove i docenti sono supervisionati da tutor dei LNF formati in materia di sicurezza (dipendenti e collaboratori INFN-LNF).
F	DALLE LEGGI DI KEPLERO AI BUCHI NERI: SPERIMENTARE LA GRAVITA’ IN CHIAVE MODERNA IN CLASSE I. De Angelis, A. Postiglione In questa attività vedremo come si possono sperimentare anche in classe alcuni fenomeni riguardanti la gravità: come si muovono la Luna, i pianeti e le stelle, come fa una navicella a viaggiare nello spazio, come le masse riescono a deformare lo spazio-tempo, cosa sono i buchi neri e le onde gravitazionali, cosa dice la Relatività Generale di Einstein. Dopo una prima parte dimostrativa, i partecipanti costruiranno e useranno uno spazio-tempo fai-da-te costituito da un kit low-cost e che può essere usato facilmente in classe, con il quale impareranno a sperimentare in prima persona diversi fenomeni. Ai partecipanti sarà anche fornito un manuale che raccoglie i trucchi e le linee guide ricevute dalle tutor durante l’attività.
G	INTRODUZIONE ALLE TECNICHE DI SIMULAZIONE PER APPLICAZIONI DI FISICA MEDICA A. Filippi La simulazione dell’interazione della radiazione e delle particelle con i materiali è fondamentale per la progettazione di esperimenti di ﬁsica nucleare e delle particelle e la previsione delle loro prestazioni, tuttavia può anche essere sfruttata con successo per applicazioni più vicine alla vita di tutti i giorni, per esempio quelle basate sull’interazione delle particelle in ambito medico, a scopo diagnostico o terapeutico. Infatti, in medicina è importante ricorrere a simulazioni per stimare la quantità di energia rilasciata nei tessuti biologici in seguito al trattamento con un fascio di particelle o di radiazione, per valutarne preventivamente gli effeti ed il possibile danneggiamento dei tessuti malati (i quali vanno distrutti, o sani, che invece vanno preservati). Ciò è inoltre utile per sviluppare piani radioterapeutici di trattamento con fasci o mediante radiofarmaci, protocolli radiodiagnostici o ﬁnalizzati alla radioprotezione. Al di fuori dell’ambito strettamente medico, sono anche molto diffuse le applicazioni in ambito aerospaziale per la progettazione di schermature in ambienti extra-terrestri, che ovviamente non sono facilmente raggiungibili ed hanno condizioni diffcilmente riproducibili in laboratorio. Gli strumenti informatici per effettuare tali simulazioni in ambito medicale e aerospaziale sono molto complessi e di diffcile utilizzo. Tuttavia, esistono alcune interfacce che permettono di utilizzare in modo relativamente semplice i pacchetti di simulazione in uso nell’ambito della ﬁsica delle particelle, per estrarre in modo diretto informazioni sul rilascio di energia di un fascio di particelle di forma, energia ed intensità scelta dall’utente, interagente su un bersaglio anch’esso costruito dall’utente mediante semplice procedure. Tale bersaglio può essere un semplice solido geometrico o un modello CAD (già disponibile) di un organo di un organismo vivente. In questo seminario vedremo come utilizzare questo tipo di software per visualizzare l’interazione delle particelle con i materiali, ed estrarre informazioni a livello elementare sul tipo di reazioni che intervengono e a cui le particelle interagenti sono sottoposte; in particolare, sarà interessante veriﬁcare l’interazione dei raggi X e dei fasci radioattvi con tessuti biologici, che è alla base di molte applicazioni medicali.
H	MISURE MAGNETICHE A. Vannozzi I magneti sono un sottosistema vitale negli acceleratori di particelle: grazie all’interazione tra il campo magnetico e particelle cariche, concorrono a definire orbite (in caso di acceleratori circolari), traiettorie (per gli acceleratori lineari) e diverse proprietà fondamentali come brillanza ed emittanza essenziali per definire le caratteristiche di una macchina acceleratrice. Con questa esperienza si vuole dare una panoramica sulle funzioni dei magneti negli acceleratori di particelle, sulle principali tipologie esistenti e sulle principali tecniche di misura utilizzate per la loro caratterizzazione. E’ prevista anche un’attività di caratterizzazione con diverse metodologie per un magnete permanente e un elettromagnete.
I	TECNOLOGIE DI CHANNELING AVANZATE: DAGLI ONDULATORI DI CRISTALLO ALLE GUIDE D’ONDA CAPILLARI S. B. Dabagov, D. Hampai Questo seminario descriverà ai partecipanti lo stato degli studi presenti e gli eventuali possibili sviluppi futuri nelle tecnologie di channeling applicate alla fisica dei raggi X (per la maggior parte ottiche policapillari a raggi X applicate alle tecniche CT, XRF, TXRF). Una volta introdotto l‘argomento, i partecipanti saranno invitati a seguire varie attività sperimentali e tecnologiche a XLab Frascati dei Laboratori Nazionali di Frascati. Il Channeling è un fenomeno ben noto correlato al moto di particelle cariche in cristalli allineati. Recenti studi hanno dimostrato la fattibilità di applicare i fenomeni di channeling per la descrizione di altri diversi meccanismi di interazione tra particelle cariche e neutre in solidi, plasmi e campi elettromagnetici dagli studi basati su ondulatori di cristalli, collimatori e acceleratori fino ad elementi ottici per raggi X e neutroni basati su sistemi di capillari.
L	RILEVAZIONE DI RAGGI COSMICI M. Raggi, E. Di Meco, M. Mancini I docenti saranno chiamati a costruire un sistema di rivelazione di raggi cosmici basato un sistema di trigger fatto con scintillatori. L’esperienza permetterà di utilizzare alcuni dei rivelatori fondamentali nella ricerca in fisica delle particelle, come gli scintillatori plastici. Inoltre verranno utilizzati strumenti di misura come l’oscilloscopio, il multimetro, le porte logiche e sistemi di conteggio elettronici.
M	DOVE LA LUCE ACCELERA: DALL’OTTICA CLASSICA ALLE FRONTIERE DELLA RICERCA F. Villa In questo gruppo vengono approfonditi i principi dell’ottica e della fisica dei laser, integrando teoria e sperimentazione. La parte frontale tratta l’ottica classica (caratteristiche della luce, riflessione, rifrazione, interferenza; con particolare attenzione a quanto riferito alle attività pratiche e alla didattica), il funzionamento dei laser e le loro applicazioni negli acceleratori di particelle. Le attività pratiche prevedono esperimenti di diffrazione con reticoli e fenditure, costruzione di uno spettrografo con materiali di uso comune, analisi della composizione spettrale di diverse sorgenti luminose e realizzazione di immagini con lenti. Tutte le esperienze sono progettate per essere riproducibili con strumentazione accessibile (da recupero o con materiali didattici con costi contenuti).