LINES OF RESEARCH



lngs1Il Ministro per la Coesione Territoriale e il Mezzogiorno Claudio De Vincenti si è recato il 27 marzo, in visita ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN. I LNGS rappresentano un’infrastruttura di ricerca unica: sono i più grandi laboratori sotterranei al mondo dedicati alla ricerca in fisica astroparticellare, e qui si svolgono esperimenti di frontiera, per la cui realizzazione sono impiegate tecnologie innovative, sviluppate grazie alla collaborazione tra mondo scientifico e industriale. I LNGS sono quindi un’eccellenza, in grado di attrarre scienziati di livello internazionale, provenienti non solo dall’Europa ma anche dal resto del mondo. Per queste ragioni i Laboratori del Gran Sasso rappresentano un’importante risorsa per il territorio abruzzese, per il suo sviluppo e rilancio sociale ed economico. In particolare, la visita del Ministro De Vincenti è stata l’occasione per descrivere alcuni dei progetti scientifici condotti nei Laboratori, esperimenti che rappresentano l’avanguardia mondiale in settori quali la fisica del neutrino e la ricerca di materia oscura, come il progetto DarkSide-20K. DarkSide-20k prevede la realizzazione presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso di uno degli esperimenti più avanzati al mondo per la ricerca di materia oscura.

“Un’equipe formidabile per una struttura formidabile, orgoglio del Paese, prima che dell'Abruzzo, che il Governo sostiene - anche economicamente - con convinzione, a partire dal Patto per la Regione”, commenta il Ministro Claudio De Vincenti. “Qui c’è la dimostrazione dell’eccellenza italiana nel campo della ricerca che ci rende protagonisti a pieno titolo nell'ambito di una rete scientifica internazionale. E non solo: i laboratori uniscono, infatti, come dimostra da ultimo il progetto DarkSide, le più alte espressioni della ricerca pura con lo studio delle sue applicazioni a fini sociali”, conclude il Ministro.

“Si tratta di un progetto di straordinario rilievo per il suo valore scientifico, ma non solo”, commenta il Vicepresidente della Regione Abruzzo Giovanni Lolli. “Le alte competenze professionali e le tecnologie innovative che il progetto richiede per la sua realizzazione –spiega Lolli – hanno, infatti, portato allo sviluppo di un progetto integrato di forte impatto per la ricerca, l’economia e la crescita del territorio”. “Per queste ragioni - in coerenza con la Strategia di Specializzazione Intelligente su cui è impostata la programmazione dei fondi comunitari 2014-2020 e con le misure del Masterplan - la Regione Abruzzo ha ritenuto di interesse il progetto DarkSide-20k, e ha deciso di sostenere la sua implementazione con un importante contributo”, conclude Lolli.

“Questo progetto dimostra come la ricerca di base possa trasformarsi in una risorsa tecnologica, in grado di andare oltre il proprio orizzonte, intersecando le realtà produttive e culturali della Regione Abruzzo, nonché la strategia regionale di specializzazione intelligente”, commenta Speranza Falciano, della Giunta Esecutiva INFN, che ha coordinato i lavori per l’attuazione del progetto integrato DarkSide-20k. “Il progetto complessivo incentrato intorno a NOA, la Nuova Officina Assergi, consta di diverse attività sinergiche, che trovano un’applicazione scientifica nell’esperimento DarkSide-20k, ma allo stesso tempo mettono in funzione diversi laboratori, che formano un Hub Tecnologico avanzatissimo, dove imprese e centri di ricerca possono trovare tecnologie e strumentazioni all’avanguardia, consolidando così il ruolo dei LNGS come infrastruttura di ricerca con forte impatto nazionale”, conclude Falciano.

“Siamo fiduciosi del fatto che DarkSide-20k, grazie alle innovative soluzioni tecnologiche adottate, porterà un importante contributo scientifico alla ricerca della materia oscura, - spiega Cristian Galbiati, coordinatore della collaborazione DarkSide-20k, che conta oggi più di 250 ricercatori provenienti da oltre 50 istituti italiani ed esteri - rivelandosi un progetto-chiave per la comunità scientifica internazionale, e nel contempo rappresenterà una risorsa per il territorio che ospita la nostra struttura di ricerca, con possibili impatti tecnologici sul tessuto produttivo locale”, conclude Galbiati.

 

DarkSide-20k

La materia oscura ha catalizzato la formazione delle galassie e dei pianeti: la sua individuazione in Laboratorio è tra le frontiere più importanti per la fisica del XXI secolo. Il successo di DarkSide-20k richiede soluzioni tecnologiche innovative, connesse allo sviluppo di nuovi prodotti industriali di cruciale importanza per il progresso della diagnostica medica e dei trasporti. Un primo esempio è fornito dai fotosensori al silicio, sviluppati per il progetto DarkSide-20k all’interno di una filiera completamente italiana. Da un lato permettono di sostituire i tradizionali fototubi in vetro impiegati per la rivelazione delle interazioni tra particelle di materia oscura, con risultati notevolmente migliori per l’efficienza di rivelazione. Dall’altro, si stanno imponendo in ambito industriale come i rivelatori del presente per la costruzione di macchine di diagnostica medica avanzata (PET, TOF-PET, PET-NMR) e per la rilevazione della distanza tra oggetti in movimento (LiDAR), un’applicazione di grande importanza e dalle prospettive interessanti per il mondo automotive, perché potrebbero permettere, negli anni a venire, l’introduzione di self-driving car.

Un secondo esempio è fornito dall’argon depleto estratto da sorgenti sotterranee in Colorado, il cui approvvigionamento, oltre a permettere l’operazione dell’esperimento DarkSide-20k, aprirebbe la via alla costruzione di TOF-PET criogeniche a bassissimo rumore e alta sensitività, con importanti applicazioni nel campo dell’oncologia. Collegato all’esperimento DarkSide è quindi in fase di realizzazione in una miniera del Sulcis il progetto Aria, finanziato dalla Regione Autonoma della Sardegna e con delibera CIPE 71/2016. L’operazione della colonna di distillazione di 350 metri di altezza, che sarà installata nella miniera, permetterà la purificazione dell’argon depleto e la produzione di isotopi stabili (13C, 15N, 18O) di interesse per la diagnostica medica (PET, TOF-PET, esami sostitutivi della gastroscopia). Inoltre, al progetto DarkSide-20k è connessa la costruzione ai LNGS della Nuova Officina Assergi (NOA), che permetterà di completare la filiera italiana con un sito atto a trasformare i wafer di silicio contenenti i fotosensori in veri e propri rivelatori, forniti dei supporti meccanici e dell’elettronica di lettura, necessari per la loro piena operatività, pronti all’utilizzo in DarkSide-20k, e anche in apparati LiDAR, PET e TOF-PET.

Infine, il rilancio del Servizio Tecniche Speciali dei LNGS con un Laboratorio Diffuso, una rete internazionale che coinvolga gli istituti della Collaborazione DarkSide, leader nel campo della diagnostica dei materiali speciali, metterà a disposizione dei LNGS le tecniche e gli strumenti più avanzati per lo sviluppo degli esperimenti di prossima generazione, e permetterà la formazione in Abruzzo di una nuova generazione di tecnici e scienziati specializzati a beneficio della crescita culturale ed economica del territorio. L’area del cratere è particolarmente vocata per lo sviluppo del progetto perché le tematiche di ricerca e di sviluppo tecnologico di DarkSide-20k sono coerenti e sinergiche con le attività in corso ai LNGS. In tal modo l’esperimento DarkSide-20k permetterà un rafforzamento del tessuto produttivo e una strutturazione più ampia del piano di alta formazione nell’area del cratere, grazie anche alla collaborazione nel progetto, oltre all’INFN, anche dell’Università degli Studi dell’Aquila e del Gran Sasso Science Institute (GSSI).

Il progetto DarkSide-20k, sostenuto dalla Regione Abruzzo, vede coinvolti, oltre all’INFN che ne è il soggetto attuatore, il GSSI, l’Università degli Studi dell’Aquila e la Collaborazione Internazionale DarkSide, mentre, come gli interlocutori istituzionali, la Struttura di Missione APT della Presidenza del Consiglio dei Ministri, il Ministero per la Coesione Territoriale e il Mezzogiorno, l’Agenzia per la Coesione Territoriale, il Ministero per lo Sviluppo Economico e il Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca.