I migliori studenti delle due regioni Emilia Romagna e Marche si allenano in vista delle prossime Gare Internazionali della Fisica

Dal 28 agosto al 2 settembre 2023, il Cenacolo Mariano di Borgonuovo a Sasso Marconi ospiterà la Scuola Estiva di eccellenza per studenti delle Superiori organizzata dall’Associazione di Promozione Sociale “Fisica e Scuola” di Bologna e dalla Fondazione “Giuseppe Occhialini” di Fossombrone.

La scuola, giunta alla sua XV edizione, ha lo scopo di preparare alcuni fra i più brillanti studenti delle due regioni Emilia Romagna e Marche al prestigioso appuntamento internazionale delle Olimpiadi Internazionali della Fisica, una competizione individuale fra studenti che si basa sulla capacità di risolvere problemi teorici e prove pratiche di fisica alla quale prendono parte oltre 80 paesi di tutti i continenti e che il prossimo anno a luglio si svolgerà a Teheran in Iran.

La Scuola di eccellenza di Borgonuovo coinvolgerà 32 studenti, 18 ragazze e 14 ragazzi, che per una settimana con l’aiuto di una quindicina di insegnanti che si alternano nelle diverse giornate, si alleneranno per affrontare gli argomenti più importanti della fisica con lezioni, esercizi, prove pratiche ma anche giochi in cui la creatività è l’ingrediente fondamentale per superare gli ostacoli.

Non solo esercizi ed esperimenti caratterizzeranno le attività dello stage ma anche un programma di promozione allo studio universitario in ambito scientifico.

Nella mattinata di mercoledì 30 agosto gli studenti saranno ospiti del Centro di Ricerca ENEA al lago Brasimone, uno dei poli di eccellenza a livello nazionale e internazionale dedicato allo sviluppo delle tecnologie nei settori della fissione di quarta generazione e fusione nucleare a confinamento magnetico. La visita offrirà non solo l’opportunità di vedere alcuni impianti sperimentali su questo tipo di studi, ma anche conoscere alcuni progetti innovativi recentemente avviati nel campo della salute, come quello sulla produzione di radiofarmaci e sulle nuove applicazioni di radiazioni ionizzanti nella diagnosi oncologica e nella radioterapia, e quello nel campo del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide con la cura degli aspetti logistici per le spedizioni italiane.

Visto la vicinanza tra luoghi natali di Guglielmo Marconi e la sede della scuola estiva, non poteva mancare sabato 2 settembre la visita al museo “Guglielmo Marconi” di Villa Grifone e la partecipazione ad un laboratorio di esperimenti didattici relativi alla storia dell’elettricità, all’elettromagnetismo e alle telecomunicazioni.

La Scuola Estiva invece si aprirà al pubblico con tre iniziative serali ad ingresso gratuito.

Martedì 29 agosto alle ore 21:15 presso il Cenacolo Mariano di Borgonuovo, Stefano Marcellini, ricercatore senior della sezione di Bologna dell’INFN, terrà una conferenza divulgativa, dal titolo “Posso esserne certo? Lo posso escludere?”, sulle possibili risposte che possiamo attenderci dalla Scienza riguardo a questioni importanti che potremmo dover affrontare. A volte le risposte che riceviamo dalla Scienza ci appaiono ambigue e apparentemente contraddittorie, mentre invece sono le più corrette che possiamo aspettarci. Capire perché diventa possibile se si parte da alcuni aspetti importanti della metodologia scientifica.

I misteri dell’Universo è invece il tema che Sandro Bardelli, ricercatore astronomo presso l’Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio dell’Istituto Nazionale Astrofisica (INAF), affronterà in “Materia ed Energia oscura: il lato oscuro dell’Universo” nella serata di Giovedì 31 agosto alle ore 21:15 presso il Cenacolo Mariano. La materia e l’energia oscura sono infatti gli enigmi più grandi che si sono presentati agli occhi dei Cosmologi negli ultimi anni e non abbiamo idea di cosa possano essere, nè sono inquadrabili nelle attuali teorie scientifiche.

La serata finale della Scuola Estiva vedrà in scena la conferenza-spettacolo “Separati in casa” in programma alla Casa della Conoscenza di Casalecchio di Reno venerdì 1 settembre alle ore 21:15.

Pensato, ideato e condotto da Federico Benuzzi, lo spettacolo si rivolge alle famiglie e ai giovani affrontando il problema dei rifiuti e l’importanza della raccolta differenziata per farci riflettere in modo leggero ma rigoroso, ironico ma deciso, come il problema della gestione dei rifiuti sia qualcosa che ci coinvolge tutti.

La serata è a ingresso libero con prenotazione obbligatoria: https://l.infn.it/wy

La Scuola Estiva ha il patrocinio della Regione Emilia Romagna e dei Comuni di Sasso Marconi e Casalecchio di Reno.

Ormai un appuntamento consolidato per molti ragazzi dell’Emilia Romagna e Marche, la Scuola è resa possibile grazie al contributo di diverse Istituzioni che, dalla sua nascita, ne hanno appoggiato la realizzazione, fra queste quest’anno: il Dipartimento di Fisica e Astronomia delle Università di Bologna, l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) della Sezione di Bologna, il Piano Lauree Scientifiche classe Fisica dell’Università di Bologna, L’Università di Modena e Reggio, l’INFN della Sezione di Ferrara, l’Università di Camerino, l’Associazione per l’Insegnamento della Fisica AIF, oltre al Gruppo Bonfiglioli e a Zanichelli Editori.

 

Maggiori informazioni: https://fisica-e-scuola.difa.unibo.it/scuola-olimpiadi/

Contatti: info.fisicaescuola@gmail.com

La collaborazione internazionale dell’esperimento LHCb che opera all’acceleratore LHC del CERN ha pubblicato oggi, 1° luglio, uno studio su arXiv che riporta la prima osservazione di una particella composta da quattro quark charm. Il risultato costituisce un importante passo avanti nella comprensione di come i quark si legano tramite interazioni nucleari forti all’interno di particelle composte, note come adroni, alla cui famiglia appartengono anche i protoni e i neutroni, costituenti dei nuclei atomici. Nei casi comuni, i quark si legano in coppie (mesoni) o tripletti (barioni), ma l’esistenza di particelle più complesse costituite da quattro quark (tetraquark), cinque quark (pentaquark) o più non è in linea di principio proibita dalla teoria, sebbene siano stati necessari decenni di ricerche per poterne identificare pochi esempi. L’esperimento LHCb aveva già confermato l’esistenza di queste particelle “esotiche” e osservato per la prima volta nel 2015 un pentaquark. Questa classe di particelle costituisce un campo di ricerca ideale per comprendere più a fondo il funzionamento della forza nucleare forte, l’interazione fondamentale che tiene assieme i nuclei degli atomi.
L’esistenza della particella è stata appurata con un’elevata probabilità statistica, a più di 5 sigma, come si dice in gergo tecnico. La scoperta è stata realizzata analizzando tutta la grande mole di dati acquisiti dal proprio rivelatore nell’arco di svariati anni e prodotti dalle collisioni tra protoni ultra-energetici accelerati da LHC. L’INFN è uno dei maggiori contributori al progetto, alla costruzione e alle operazioni del rivelatore, contando nella collaborazione più di un centinaio di ricercatori, tecnologi e tecnici.

Per saperne di più:

“https://home.infn.it/it/comunicazione/news/4064-lhcb-osserva-un-nuovo-tipo-di-tetraquark”

È partita l’iniziativa “What Next? Giovani che raccontano il futuro!” promossa dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

Questo progetto permetterà di curiosare dall’interno il futuro della fisica agli acceleratori e scoprire quali siano le principali ricadute tecnologiche, sociali e culturali che esso comporta.

Giovani tra i 16 e i 30 anni, cittadini del futuro di qualsiasi formazione e provenienza, saranno invitati a immergersi per un giorno nel mondo della ricerca visitando le sedi e i laboratori dell’INFN sparsi su tutto il territorio nazionale. A loro verrà richiesto di condividere l’esperienza vissuta in un cortometraggio che sarà presentato in numerosi eventi organizzati, a conclusione dell’iniziativa, in varie città d’Italia con la partecipazione di personalità di spicco del mondo della scienza e della società.

Bologna collabora con le altre 15 sedi INFN all’iniziativa; le visite verranno organizzate indicativamente tra Giugno e Settembre 2021, mentre il cortometraggio sarà presentato a partire dall’autunno. Le date esatte verranno definite in futuro, nella speranza di una veloce e serena risoluzione della situazione attuale.

I giovani, interessati, potranno fare domanda di partecipazione, entro il 28 Febbraio 2021, caricando un video di presentazione attraverso il modulo presente sul sito web www.next.infn.it

Informazioni e curiosità possono essere ricercate sul sito o su tutte le piattaforme social!
Facebook: @whatnext.infn

Twitter: @WhatNext_Infn

Instagram: @whatnext.infn

Apprendiamo con tristezza la morte del Prof. Masatoshi Koshiba, premio Nobel per la fisica nel 2002. Il Prof. Koshiba ha ricevuto la laurea ad honorem in Astronomia presso il nostro Ateneo il 17 giugno del 2005 su indicazione del Prof. Giorgio Giacomelli, al quale era legato da una fruttuosa collaborazione scientifica e da personale amicizia.

Desideriamo ricordarlo con la stima e l’affetto che hanno caratterizzato il suo legame con i nostri gruppi di ricerca.

“http://www.almanews.unibo.it/04_05/Html/kosroz.htm”

https://magazine.unibo.it/calendario/2005/koshiba

 

 

 

 

Il mondo della ricerca sulla Materia Oscura si dà appuntamento il 31 ottobre al Dark Matter Day (“https://www.darkmatterday.com/”): un evento di outreach che prevede una serie di iniziative dedicate a questo affascinante settore della Fisica. Due momenti sono particolarmente importanti.

Il 30 ottobre, a partire dalle ore 15:30, ricercatori da varie Sezioni INFN, inclusa quella di Bologna, saranno impegnati, sotto l’egida della sigla DARK (CC3M INFN) (https://wpress.ca.infn.it/?page_id=2503), in una MasterClass  dedicata all’esperimento DarkSide (“https://www.darkmatterday.com/event/virtual-event-darkside-masterclass-2/”).
La MasterClass è rivolta a studenti di scuole superiori italiane che hanno risposto in modo entusiasta all’invito: più di 800 partecipanti provenienti da 40 Istituti scolastici parteciperanno all’evento, nel quale saranno impegnati in due lezioni teoriche seguite da esercitazioni con dati reali dell’esperimento DarkSide-50.

Sabato 31 ottobre, ore 11:00, sarà poi la volta di una diretta YouTube e Facebook organizzata dall’Ufficio Comunicazione INFN (“https://home.infn.it/it/comunicazione/eventi/4135-dark-matter-day-2020-alla-ricerca-della-materia-oscura”). Alla diretta parteciperanno 6 ricercatrici e ricercatori INFN impegnati in diversi esperimenti che danno la caccia alla materia oscura, assieme all’astronauta della NASA Luca Parmitano. L’obiettivo è parlare di materia oscura in modo semplice e divertente e di incuriosire giovani studenti a questo tema e alla fisica.

A questo evento sarà presente anche Pietro Di Gangi, assegnista di ricerca dell’Università di Bologna, membro dell’esperimento XENON, che parlerà dei risultati di XENON1T e della costruzione di XENONnT che si sta ultimando presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso.

L’esperimento XENON1T ai LNGS, attualmente l’esperimento più sensibile nella ricerca diretta di materia oscura, e con il fondo radioattivo più basso mai raggiunto, osserva un eccesso di eventi nella regione di bassa energia (<7 keV). Esso può essere interpretato come una piccola presenza inattesa di trizio (3.2 sigma), ma anche come assioni solari (3.5 sigma) o momento magnetico del neutrino (3.2 sigma).
Con XENONnT, di cui in questi giorni stiamo completando l’installazione qui ai LNGS, e che avrà un fondo ancora minore, potremo capire nel giro di alcuni mesi di dati la natura di questo eccesso.

Links:
– slides del seminario;
– registrazione del seminario;
– preprint del lavoro;
– press release INFN;
– e un video divulgativo realizzato dal PR team di XENON (di cui facciamo parte).

Un ricco calendario di attività ci accompagnerà dagli ultimi giorni di agosto sino ad arrivare alla Notte Europea dei Ricercatori 2021, che si svolgerà il 24 settembre 2021.Qui riassumiamo il calendario di tutti gli appuntamenti che coinvolgono direttamente il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Bologna e la Sezione di Bologna dell’INFN e CNAF.
Il programma completo di tutte le attività preparatorie e con le informazioni sulla Notte si può trovare al sito della manifestazione: “http://nottedeiricercatori-society.eu/aspettando-la-notte-2021/”.

La Collaborazione dell’esperimento CDF (acronimo di “Collider Detector at Fermilab”)  ha reso nota  la misura della massa del bosone W pari a M_W = 80 433.5 ± 9.4 MeV, la misura più precisa che sia mai stata realizzata. Ad oggi, questa è la nostra misura più solida, e manifesta una discrepanza tra il valore atteso nel Modello Standard e quello misurato.

Il risultato conseguito premia lo sforzo decennale di un esperimento al quale gli italiani, con il supporto costante dell’INFN, hanno contribuito in maniera decisiva, sin dagli esordi risalenti a oltre 40 anni fa CDF è uno storico esperimento  di fisica delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali della natura svoltosi al collisionatore di protoni e antiprotoni Tevatron del laboratorio di alte energie Fermilab di Chicago.

L’esperimento CDF ha raccolto dati per quasi venti anni conseguendo innumerevoli importanti risultati di fisica,  tra cui la scoperta avvenuta nel 1995 del quark top che è l’ ultimo dei sei quark  previsti dal Modello Standard delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali.  

Un’altra particella  fondamentale del Modello Standard è il bosone W rivelato al CERN di Ginevra nel 1983. Esso svolge un ruolo importante agendo da mediatore delle interazioni deboli e il valore della sua massa M_W rappresenta uno dei parametri fondamentali nella fisica delle particelle. Misure della  sua massa sono state condotte con precisione via via crescente, prima ricorrendo a esperimenti al Tevatron, poi a LEP presso il CERN, e infine presso LHC al CERN.

Il tassello finale nella validazione Modello Standard è  stato l’osservazione del bosone di Higgs, ottenuta 10 anni fa dagli esperimenti ATLAS e CMS condotti presso l’acceleratore LHC.  

Le masse del  bosone di Higgs (M_H), del quark top (M_t) e  M_W  sono intimamente correlate tra di loro  e una loro misura di precisione permette di sottoporre a verifica il Modello Standard stesso.

La misura della massa della W condotta dall’esperimento CDF, descritta nell’articolo pubblicato su Science, è  frutto di un lavoro di analisi durato dieci anni e si è  basata su un campione di circa quattro milioni di eventi candidati W raccolti tra il 2002 e il 2011.  Per questi eventi sono state studiate le distribuzioni di alcune quantità cinematiche ottenute dai dati e confrontate con previsioni ottenute da simulazioni ottenute in riferimento a diversi valori possibili per M_W. In questo modo, dopo aver condotto attente calibrazioni, si è ottenuta infine la misura della massa del bosone W pari a M_W = 80 433.5 ± 9.4 MeV. La precisione relativa, di circa 1 parte su 10mila, supera tutte le altre misure precedenti combinate. Tale precisione  risulta inoltre essere confrontabile con quella teorica rendendo possibile il confronto diretto tra misure e previsioni.

Per rendersi conto della rilevanza di questo risultato è importante confrontare il valore misurato per M_W assieme alla media mondiale ottenuta per la massa del quark top M_t (il contorno rosso nella figura fianco) con le previsioni teoriche basate sul valore misurato per la massa del bosone di Higgs (la linea continua blu). Si può notare  una discrepanza significativa tra la più recente misura di M_W e M_t e le previsioni del Modello Standard. Tale discrepanza suggerisce la necessità di miglioramenti nelle previsioni del Modello Standard, o dell’introduzione di estensioni teoriche rispetto all’attuale Modello Standard.

Ciò non giunge del tutto come una sorpresa perché i fisici ritengono che la descrizione della natura fornita da questo modello per quanto precisa  possa essere incompleta. Prova ne sono le recenti scoperte delle oscillazioni dei neutrini e le indicazioni della possibile presenza di un tipo di materia non ancora rilevata nel nostro Universo, la cosiddetta  materia oscura.

In conclusione, questo risultato  potrebbe essere la prima indicazione costruita su  solide basi sperimentali  e  misure di altissima precisione dell’esistenza di nuova fisica, o  di fisica “ beyond the Standard Model”, come è in uso  dire.

Numerosi docenti e ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia  dell’Università  di Bologna, assieme a colleghi di altre università italiane (Padova, Pavia, Pisa, Roma Sapienza, Siena, Trieste e Udine) e ricercatori dell’ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare hanno preso parte alla costruzione del rivelatore CDF, alla presa dati, alla scrittura dei programmi di ricostruzione e simulazione, e all’analisi degli eventi raccolti da CDF.

Numerosi sono poi stati gli studenti, i dottorandi e gli assegnisti che nel corso degli anni si sono formati all’interno del nostro gruppo.  Usufruendo  proficuamente anche di periodi estivi di permanenza presso Fermilab stesso all’interno di un  programma di “summer student”  di CDF cofinanziato dall’INFN per la formazione scientifica avanzata.

Una immensa gratitudine e un affettuoso ricordo  vanno  al Prof. Franco Rimondi del DIFA che ha guidato il gruppo di ricercatori di CDF-Bologna fino alla sua scomparsa.

Articolo su “Science”

News sul sito INFN dell’Ente

 

La sezione di Bologna ha ospitato due studenti dell’IIS F. Alberghetti di Imola per due settimane, dal 23 gennaio al 3 febbraio, per un progetto nell’ambito del PCTO: la realizzazione di un interferometro di Michelson con materiali a basso costo.

L’idea ha preso spunto dalla recente formazione del gruppo in sezione che collabora all’esperimento Einstein Telescope, il futuro rivelatore di onde gravitazionali di terza generazione (www.et-gw.eu), con l’obiettivo di realizzare un interferometro portabile da utilizzarsi a fini didattici e divulgativi.

La principale fonte di ispirazione è stato un progetto pubblicato sulla rivista dell’INFN Asimmetrie (“www.asimmetrie.it/interferometro-fai-da-te”) a cui il personale della sezione coinvolto assieme agli studenti ha apportato importanti migliorie.

L’attività è diventata un vero e proprio progetto collettivo, con momenti di approfondimenti teorici sull’esperienza di Michelson-Morley e l’utilizzo di tali strumenti per la rivelazione delle onde gravitazionali e con il contributo sperimentale di molti colleghi.

Un sentito ringraziamento a chi ha partecipato in diverse forme a far sì che fosse un esperienza didattica su molteplici argomenti (luce, ottica, interferometria e onde gravitazionali) e allo stesso tempo professionale per gli studenti coinvolti in prima persona nelle scelte progettuali e nella costruzione; il progetto ha visto il contributo e il supporto di ricercatori, tecnologi e personale dei servizi: Mauro Lolli, Luigi Degli Esposti, Alessandro Pesci, Riccardo Travaglini, Marco Cuffiani, Marco Dallavalle, Anselmo Margotti, Antonio Paladino, Giulio Pancaldi, Luigi Rignanese, Roberto Spighi, Paolo Veronesi, Andrea Zucchini.

In meno di due mesi il Ventilatore Meccanico Milano (MVM), l’innovativo dispositivo per la respirazione assistita, nato in Italia e sviluppato da un’ampia collaborazione scientifica internazionale, ha ottenuto la certificazione di emergenza (EUA, Emergency Use Authorization) della FDA Food and Drug Administration, l’ente certificatore statunitense e potrà quindi entrare nelle dotazioni degli ospedali dei Paesi che riconoscono la certificazione americana. MVM è stato appositamente ideato per essere facilmente e velocemente prodotto ovunque: è caratterizzato da un progetto ad accesso libero e un design meccanico semplice basato su componenti di facile reperibilità sul mercato, così da poter essere prodotto su larga scala, a costi contenuti e nei diversi Paesi. In Italia il progetto ha il supporto dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e in particolare della Sezione di Bologna, delle Università di Milano-Bicocca, Milano Statale, Napoli Federico II, Pisa, GSSI Gran Sasso Science Institute, degli istituti STIIMA e ISTP del CNR.

Per maggiori informazioni vedere il comunicato stampa INFN, disponibile su:

“https://home.infn.it/it/comunicazione/comunicati-stampa/4019-covid-19-certificato-dalla-fda-il-progetto-mvm-milano-ventilatore-meccanico”