ACCELLERATORE DI PARTICELLE
L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è l’ente pubblico di ricerca italiana dedicato allo studio dei costituenti fondamentali della materia e le leggi che li governano. Svolge attività di ricerca teorica e sperimentale nel campo della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare. L’INFN gioca un ruolo fondamentale nella comunità della ricerca scientifica Italiana; il suo team comprende circa 2000 impiegati, circa 3000 dipendenti dell’università coinvolti in attività di ricerca dell’INFN e 1500 giovani ricercatori.
Tutte le attività di ricerca dell’INFN sono intraprese in un contesto competitivo a livello internazionale, in stretta collaborazione con università italiane, sulla base di solidi partenariati accademici di durata decennale. La ricerca fondamentale in queste aree richiede l’utilizzo di tecnologie e strumentazioni all’avanguardia, sviluppate dall’INFN stesso, all’interno dei propri laboratori, e in collaborazione con industrie.
In fisica, un acceleratore di particelle è una macchina progettata per generare fasci di particelle subatomiche cariche o di ioni, tra cui elettroni, positroni, protoni e antiprotoni, e farli collidere tra loro ad altissima velocità. L’obiettivo di questa tecnologia è quello di studiare le proprietà delle particelle e di sperimentare le leggi della fisica a livello subatomico. Il processo di accelerazione delle particelle si basa sull’utilizzo di campi elettrici e magnetici. I campi elettrici forniscono energia alle particelle cariche, accelerandole, mentre i campi magnetici possono curvare la traiettoria delle particelle, utilizzando la forza di Lorentz. Questo metodo è utilizzato principalmente negli acceleratori circolari come il ciclotrone e il sincrotrone, ma può anche essere usato per correggere dispersioni spaziali e di impulso dei fasci accelerati.
Gli acceleratori di particelle sono utilizzati principalmente per scopi industriali, come l’impiantazione di ioni o la sterilizzazione, ma sono anche utilizzati in campo medico, per la produzione di isotopi radioattivi e per la terapia adronica. Inoltre, gli acceleratori di particelle sono utilizzati nello studio della struttura dei materiali, sfruttando la radiazione di sincrotrone, e per scopi di ricerca in fisica delle particelle. In quest’ultimo caso, i fasci di particelle ad alta energia consentono di esplorare oggetti di dimensioni molto piccole e di analizzare la struttura delle particelle stesse.
DAΦNE è il collisore attualmente in funzione a Frascati. L’acceleratore è composto da 2 anelli lunghi circa 100 m, in cui circolano fasci ad alta intensità di elettroni e positroni che si incrociano in due possibili punti d’interazione, di cui uno attualmente utilizzato intorno al quale è installato il rivelatore dell’esperimento KLOE-2. L’energia totale dei fasci nel sistema di riferimento del centro di massa è pari a 1.02 GeV, corrispondente alla massa dei mesoni Φ che vengono prodotti al ritmo di 300 al secondo. I primi fasci di particelle hanno circolato in DAΦNE nel 1997.
Attualmente DAΦNE sta fornendo dati all’esperimento KLOE-2, che ha un programma di ricerca di primo piano riguardante lo studio delle simmetrie fondamentali delle particelle elementari.
