Umberto Dosselli | Intervista con Umberto Dosselli, Addetto Scientifico alla Rappresentanza Permanente d'Italia presso le Organizzazioni Internazionali a Ginevra

DOSSELLIq1GINEVRA: DAL CERN ALL’AMBIENTE, IL KNOW HOW E L’INDUSTRIA ITALIANI NELLA COOPERAZIONE SCIENTIFICA INTERNAZIONALE Intervista con Umberto Dosselli, Addetto Scientifico alla Rappresentanza Permanente d'Italia presso le Organizzazioni Internazionali a Ginevra

Da oltre 100 anni, la Svizzera ospita organizzazioni internazionali: oggi Ginevra ne ospita di 22 (di cui 8 sono agenzie delle Nazioni Unite), tra le quali il CERN, il più importante laboratorio mondiale di fisica delle particelle, unico per complessità, prospettive scientifico-tecnologiche, potenzialità per l’industria. L’Italia, con l’INFN, partecipa al massimo livello alle sue attività e importante è il ritorno economico per il sistema produttivo italiano, grazie alle elevate capacità dell'industria nazionale di partecipare agli esperimenti con prodotti di alta tecnologia. Ma la realtà delle organizzazioni internazionali offre al nostro Paese anche altre opportunità, che la Rappresentanza Permanente d'Italia a Ginevra cerca di incentivare, favorendo i rapporti e valorizzando le capacità e le competenze nazionali.
 
Qual è il panorama in cui opera la Rappresentanza Permanente d'Italia a Ginevra?
Bisogna innanzitutto fare una distinzione. Le reti diplomatiche a Ginevra si articolano su due ambiti: le relazioni bilaterali e le relazioni multilaterali. E anche la rete diplomatica italiana, ovviamente, è organizzata in questo modo. Le relazioni bilaterali avvengono tra il nostro Paese e lo Stato in cui ci si trova, e sono curate dall’Ambasciata e dagli eventuali Consolati. In Svizzera l’ambasciata è a Berna, ma la diplomazia ha un Consolato anche a Ginevra. Ginevra è, però, una realtà particolare perché è sede di molte organizzazioni internazionali, come l’ONU, la NATO, la Croce Rossa, il CERN, la WMO (World Meteorological Organization), l’ITU (International Telecommunication Union), la WIPO (World Intellectual Property Organization), la WTO (World Trade Organization), per citarne solo alcune. Ed è con queste che si tessono le relazioni multilaterali. Per curare i rapporti tra i singoli Stati e le organizzazioni internazionali ci sono, appunto, le Rappresentanze Permanenti, che hanno il rango di un’ambasciata. È, quindi, l’Ambasciatore che cura i rapporti, nel nostro caso tra l’Italia e le singole organizzazioni internazionali. Alcune sono “tecniche”, altre hanno una connotazione scientifica e tecnologica: in particolare, il mio mandato in qualità di addetto scientifico è di seguire queste ultime. Per esempio, sono il rappresentante italiano nel comitato delle finanze del CERN, mentre l’Ambasciatore stesso e il presidente dell’INFN sono i rappresentanti nazionali nel Council del CERN.

Per l’INFN la collaborazione naturalmente più proficua è quella con il CERN.
Sì, l’INFN è chiaramente molto concentrato sul CERN. In questo caso, il nostro compito è verificare che la cooperazione tra le due istituzioni prosegua com’è stato finora, perché i rapporti sono davvero ottimi, perfetti, direi. Al CERN l’INFN è molto presente a tutti i livelli, non solo scientifico e di management: per esempio, è significativa la partecipazione degli studenti italiani, che riescono con successo nelle call internazionali perché – bisogna dirlo – sono davvero bravi. E non siamo da meno nell’outreach: quest’anno nella competizione rivolta alle scuole che il CERN promuove in tutto il mondo A Beamline for School uno dei due vincitori è un istituto superiore italiano.

Sempre legata al CERN, importante poi è la questione del ritorno industriale.
Certo, il ritorno industriale per l’Italia che deriva dai progetti del CERN è un aspetto rilevante, sia per il politico sia a livello di opinione pubblica. Il nostro Paese è il quarto contributore al CERN, dopo Germania, Inghilterra e Francia: ci aspettiamo, quindi, che il ritorno per le nostre aziende in termini di commesse sia coerente con l’investimento fatto. Noi lavoriamo anche per questo, per trovare i canali giusti per incrementare la presenza della nostra industria nei progetti tecnologici sviluppati al CERN. Questo avviene grazie anche al serio e costante lavoro che sta svolgendo l’ILO (Industrial Liaison Officer). La prossima interessante opportunità è offerta dal progetto HiLumi LHC, per il quale l’aggiudicazione delle commesse è già cominciata. Dal punto di vista dell’Italia, il coordinamento con il top management di HiLumi è efficace, e l’ILO ha fatto un ottimo lavoro per individuare i settori industriali che potevano essere più favorevoli per la partecipazione delle nostre aziende. Per esempio, noi italiani siamo molto bravi nello sviluppo di superconduttori ad alta temperatura e, difatti, recentemente abbiamo ricevuto delle commesse in questo settore. HiLumi rappresenta una interessante occasione scientifica e tecnologica, e sono certo che l’Italia giocherà bene la sua partita in questo competitivo terreno internazionale.

Oltre al CERN, con quali altre istituzioni internazionali si relaziona?
Come addetto scientifico seguo anche il WMO e l’ITU, che sono entrambe agenzie dell’ONU. Inoltre, lavoro con l’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) per il cambiamento climatico, e le varie organizzazioni che si occupano di ambiente, come l’UNEP (United Nations Environment Programme) per il programma ambientale e l’IUCN (Union for Conservation of Nature) per la conservazione della natura. Quello che faccio in queste organizzazioni è principalmente tenere contatti con lo staff italiano, per capire se l’Italia è opportunamente rappresentata, o se siamo discriminati, se abbiamo rivendicazioni da portare avanti o problematiche aperte per cui cercare una soluzione. Poi mi sforzo di capire se l’Italia impiega bene queste organizzazioni. Con il CERN il coordinamento è perfetto, perché c’è un’istituzione come l’INFN che lo cura. Nelle altre organizzazioni questo manca e così il quadro è meno chiaro. Io devo capire, per esempio, se c’è possibilità di promuovere ulteriori cooperazioni oltre a quelle già in atto con i nostri enti di ricerca, le università ecc., e se ci sono ricerche o tecnologie italiane che possono trovare un utile impiego per sviluppare progetti in seno alle organizzazioni internazionali.

Qual è la situazione presso le altre organizzazioni internazionali?
Alla luce della proficua presenza industriale nei progetti del CERN, come Rappresentanza Permanente ci siamo guardati in giro per capire se altre organizzazioni internazionali potessero offrire delle buone opportunità per l’industria nazionale. Credo ci siano spazi interessanti, bisogna quindi favorire la nascita di nuove relazioni. Stiamo così organizzando per fine ottobre, presso il MAECI (Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale), una giornata di contatto tra le organizzazioni internazionali presenti a Ginevra e il mondo industriale italiano, per spiegare le possibilità che ci sono e anche le modalità con cui poter partecipare e collaborare.

E per quanto riguarda l’INFN?
Credo che l’INFN abbia alcune competenze che possono trovare ricadute anche in altri settori: penso per esempio al computing. È un  ambito in cui per ricerca e sviluppo l’INFN eccelle ed è all’avanguardia, perché è un settore nel quale da sempre è impegnato per le esigenze intrinseche all’attività di ricerca in fisica delle particelle: computing che può trovare fruttuoso impiego, per esempio, negli studi in meteorologia.  

Come sono, in questo contesto, i rapporti tra il nostro Paese e la Svizzera?
L’Italia ha una rete di addetti scientifici che – devo dire – altri paesi ci invidiano: ha circa 25 addetti scientifici nel mondo che sono attivi nelle ambasciate e curano i rapporti scientifici e tecnologici tra l’Italia e i vari Paesi. Ma ci sono delle eccezioni: una è rappresentata da me, che non opero all’Ambasciata di Berna ma a Ginevra. Il contraltare di questo fatto è che non c’è un addetto scientifico che segua specificatamente il resto della Svizzera. Attualmente ci sono valutazioni in corso al MAECI per far fronte a questo aspetto: si discute se incaricare un’altra persona o ampliare la mia area di competenza anche al resto della Svizzera. Sicuramente, rapporti con istituzioni scientifiche come il PSI (Paul Scherrer Institut) o i Politecnici di Zurigo e Losanna, con i quali l'Italia già collabora, sono per noi interessanti e possono essere ulteriormente sviluppati.

Come operate?
Guardiamo con attenzione la realtà italiana e parliamo con le istituzioni nazionali, come la CRUI (Conferenza dei Rettori delle Univesità Italiane) o gli enti di ricerca, per creare nuovi contatti con le organizzazioni presenti a Ginevra. Quest’anno, ad aprile, è stato firmato un accordo tra il WMO, il MAECI e un istituto del CNR per promuovere azioni volte a istruire gli agricoltori della zona del Niger su come fronteggiare gli effetti della siccità. Un problema come questo ha ripercussioni anche su di noi: migliorare le condizioni di vita nella zona del Niger, infatti, significa anche contribuire al contenimento di una delle cause che favoriscono i fenomeni migratori. Ora, invece, stiamo valutando assieme all’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e al WMO la possibilità di utilizzare i dati satellitari per ricavare una mappatura costante e completa del Polo Nord, con particolare interesse per il Passaggio a nord-ovest.
In generale, dobbiamo impegnarci perché si superi l’attitudine di guardare con interesse solo alle relazioni con Bruxelles e con l’Unione Europea perché da lì possono derivare fondi. Le organizzazioni internazionali presenti a Ginevra, pur non essendo fonti di finanziamenti, possono però rappresentare un’ottima vetrina, molto efficace per presentare a livello internazionale la propria validità. L’ITU, per esempio, è un ente che rilascia standard e sfruttare questa opportunità per "imporre" know-how già in possesso di nostre industrie rappresenta sicuramente un buon incentivo alla cooperazione.
 
Quali conclusioni possiamo trarre?
La mia esperienza, dopo un anno come addetto scientifico a Ginevra, è che le capacità di noi italiani sono tante e soprattutto di alto livello. Ritengo quindi che ci sia ancora spazio per incrementare le occasioni di cooperazione tra il nostro Paese e le organizzazioni internazionali, e ci sia margine per valorizzare ulteriormente le nostre risorse che si basano su una robusta base scientifica e tecnologica.

Rüdiger Voss | Intervista a Rüdiger Voss, presidente della European Physical Society (EPS). È stato anche a capo della sezione di relazioni internazionali del CERN dal 2013 al 2015

rugerDALL'IDENTIKIT DEL BOSONE DI HIGGS ALLE ONDE GRAVITAZIONALI, UNA SETTIMANA ALLA CONFERENZA EPS-HEP 2017 Intervista a Rüdiger Voss, presidente della European Physical Society (EPS). È stato anche a capo della sezione di relazioni internazionali del CERN dal 2013 al 2015

 

La Società Europea di Fisica (EPS, European Physical Society) è stata fondata nel 1968 e rappresenta più di 120.000 fisici provenienti da 42 società nazionali. Il 5 luglio, una della conferenze più prestigiose al mondo, la conferenza di EPS sulla fisica delle alte energie (HEP, High Energy Physics), è tornata in Italia dopo più di trenta anni. Si è svolta al Lido di Venezia, che è così stato per una settimana il punto d'incontro di fisici di fama internazionale. La conferenza ha affrontato alcuni dei temi più affascinanti della ricerca in fisica: dall'origine dell'universo all'identikit del bosone di Higgs, dalla ricerca della materia oscura alle proprietà del neutrino, dalla Nuova Fisica alle onde gravitazionali. L'edizione 2017 della conferenza EPS sulla fisica delle alte energie ha presentato un programma scientifico molto vasto.

C'è a suo parere un tema a cui è stato dato più spazio?

Il programma scientifico di quest'anno è stato, senza ombra di dubbio, eccezionalmente ricco e ben organizzato. Ancora una volta la scoperta dell'Higgs, annunciata per la prima volta nel 2012, è stata uno dei temi fondamentali della conferenza. Sono stati presentati molti risultati nuovi sulle proprietà dell'Higgs. Uno dei principali è stato la prima prova del decadimento dell'Higgs in un quark e un anti-quark beauty (H→bb). Sono state poi presentate nuove misure di precisione della massa dell'Higgs. In generale, ci sono sempre più prove che la particella, la cui scoperta è stata annunciata nel 2012, corrisponda veramente all'Higgs, così come è stato predetto dal Modello Standard. Tuttavia durante la conferenza è anche emerso che molti altri risultati e dati sono necessari per stabilire che questa particella sia veramente l'Higgs del Modello Standard. Se così non fosse, potremmo essere in grado di rivelare piccole divergenze dalle previsioni del Modello Standard, aprendo così delle finestre verso Nuova Fisica.

Quindi l'Higgs è stato sicuramente uno dei protagonisti della conferenza, ha notato altri risultati interessanti ottenuti dagli esperimenti del Large Hadron Collider (LHC) del CERN?

La fisica di LHC non è solo bosone di Higgs, ci sono stati molti nuovi risultati che riflettono le fantastiche performance della macchina nel 2016, ma anche nel 2017. Un esempio è la bella scoperta, annunciata dalla collaborazione LHCb, di un nuovo adrone con due quark charm.

Questa scoperta ci potrebbe permettere di capire meglio come funziona l'interazione forte. E, spostando l'attenzione da LHC, che cos'altro ha attirato la sua attenzione durante la conferenza?

Sicuramente la fisica delle alte energie non è solo la fisica di LHC, ci sono molte altre aree che continuano a lavorare duramente e a produrre risultati interessanti. La fisica del neutrino ne è un esempio. Programmi di ricerca nuovi e forti per lo studio dei neutrini sono in fase di preparazione in Giappone, negli Stati Uniti, ma anche in Italia. Ad esempio nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN ci sono diversi esperimenti per cui sono previsti nuovi upgrade. Questa conferenza ha anche dato ampio spazio a nuovi risultati interessanti ottenuti in campi di ricerca limitrofi, come la fisica gravitazionale e la cosmologia. In questo caso la recente scoperta delle onde gravitazionali ha, sicuramente e giustamente, ricoperto un ruolo predominante durante la conferenza. Ma non possiamo dimenticare neanche altre aree di ricerca come l'astrofisica delle particelle o la ricerca di materia oscura. Questa conferenza è stata una dimostrazione innegabile della forte interdipendenza e sinergia tra campi di ricerca confinanti. Le varie discipline della fisica fondamentale si stanno avvicinando sempre di più. E questo fenomeno è fondamentale per ottenere un'immagine completa dell'universo, che vada oltre l'attuale Modello Standard della fisica delle particelle.

Ha avuto la possibilità di ascoltare alcune delle reazioni dei partecipanti alla conferenza?

Il programma eccellente di questa conferenza è stato rispecchiato da una partecipazione eccezionale di circa un migliaio di scienziati provenienti da tutto il mondo, non solo dall'Europa. Credo che una tale partecipazione non si sia vista da tanti anni. Tutti i partecipanti con i quali ho parlato sono stati molto colpiti dall'eccellente organizzazione scientifica e locale. In qualità di presidente della società europea di fisica, mi piacerebbe rendere omaggio al lavoro eccellente del comitato organizzatore internazionale e del consiglio della sezione di fisica delle alte energie della Società Europea di Fisica, EPS HEPP (High Energy Particle Physics) Board, e in particolare al suo presidente uscente Yves Sirois. Il successo di questa conferenza è una dimostrazione molto forte dell'eccellente guida che Yves ha fornito alla società europea di fisica e alla sezione di fisica delle alte energie. Vorrei ringraziare dal profondo del mio cuore il comitato di organizzazione locale, guidato da Mauro Mezzetto e Paolo Checchia, e i loro numerosi collaboratori in particolare della sezione INFN di Padova che negli ultimi due anni hanno lavorato duramente per rendere questa conferenza un successo.

Il premio principale di EPS HEPP è stato conferito a uno sviluppo sensazionale nella tecnologia dei rivelatori. Ritiene che il vento stia cambiando e che la rilevanza delle applicazioni tecniche per il successo della ricerca sarà finalmente riconosciuta formalmente?

Non credo che questo rispecchi un cambio di rotta. La storia della fisica delle particelle, come quella di molte altre linee di ricerca scientifica, dimostra che non ci sono scoperte sensazionali nelle scienze fondamentali senza innovazioni sensazionali nelle tecnologie dei rivelatori e degli acceleratori. Per questo motivo, più di una volta sono stati assegnati premi Nobel anche a innovazioni tecnologiche chiave. Alcuni esempi sono i premi Nobel a Donald Glaser per la camera a bolle, Simon van der Meer per il raffreddamento stocastico, o Georges Charpak per le camere a drift. Il premio 2017 per la fisica delle alte energie e delle particelle conferito a Erik Heijne, Robert Klanner e Gerhard Lutz per i loro contributi pioneristici allo sviluppo di rivelatori a microstrip di silicio è stato opportuno e appropriato: gli esperimenti di LHC e la loro abilità di esaminare l'enorme quantità di dati che risultano dalla macchina non sarebbero possibili senza la tecnologia dei rivelatori in silicio.

Antonio Zoccoli | Intervista a Antonio Zoccoli, vicepresidente dell’INFN e referente per il settore Calcolo e Reti della giunta esecutiva dell’EnteIntervista a Antonio Zoccoli, vicepresidente dell’INFN e referente per il settore Calcolo e Reti della giunt

QUANDO LA RICERCA È BIG DATA E CALCOLO COMPLESSO

Intervista a Antonio Zoccoli, vicepresidente dell’INFN e referente per il settore Calcolo e Reti della giunta esecutiva dell’Ente

Per ottenere risultati epocali come la scoperta del Bosone di Higgs o quella delle onde gravitazionali, ma anche per studiare le proprietà dei raggi cosmici e dei neutrini, la ricerca in fisica di base gestisce ed elabora con calcoli complessi enormi quantità di dati. L’immane quantità di informazioni fornite ad esempio da ogni collisione tra i fasci di particelle dell’acceleratore LHC al CERN ha portato i fisici a ideare e sviluppare un’infrastruttura ad hoc per la selezione, l’archiviazione e l’analisi dei dati. Un’infrastruttura in continua evoluzione, che abbraccia tutto il pianeta integrando in un sistema complesso e organizzato risorse di calcolo diverse sia per collocazione geografica sia per capacità. Una rete planetaria, la GRID, che sfrutta contemporaneamente la memoria e la capacità di decine di migliaia di computer distribuiti sul Pianeta. Il risultato è una potenza di calcolo pari a quella di 100.000 computer.

A quali esigenze fondamentali risponde l’attività di calcolo scientifico dell’INFN?
L’INFN è impegnato nel calcolo scientifico da quando si è reso necessario analizzare i dati degli esperimenti nei quali eravamo coinvolti quindi, in sostanza, da quando ha avuto inizio l’attività sperimentale dell’Ente. Da subito, poi, l’esigenza non è stata solo quella di condurre campagne di analisi dati, ma anche di disporre di risorse di calcolo adeguate a svolgere simulazioni di tipo Montecarlo, che sono una risorsa fondamentale per la ricerca scientifica. Tuttavia, benché fosse una componente importante dell’attività di ricerca, fino a 20 o 30 anni fa il calcolo scientifico era ritenuto un aspetto secondario nella progettazione e nella conduzione di un esperimento. Nella gran parte dei casi, l’esperimento era progettato indipendentemente dalle sue esigenze di calcolo: si affinavano gli strumenti di analisi e si predisponevano le infrastrutture necessarie solo in un secondo momento e sulla base di necessità contingenti. L’approccio è cambiato decisamente negli ultimi anni a causa dell’enorme quantità di dati prodotti da LHC: l’infrastruttura di calcolo è divenuta una parte fondamentale degli esperimenti, al pari dei rivelatori e di tutta la strumentazione scientifica. Con l’avvio di LHC siamo stati costretti a un vero e proprio cambiamento di paradigma: oggi sarebbe impensabile progettare un esperimento senza sapere prima quale sarà la mole di dati da maneggiare e senza avere previsto la procedura e l’infrastruttura adatte ad analizzarla. Una sfida di questo tipo sarà da affrontare già nei prossimi anni poiché l’upgrade di LHC e il successivo progetto HI-LUMI LHC sono progetti nuovi la cui aspettativa di dati è di 10 volte superiore a quella prodotta fino a oggi da LHC.

LHC è certamente un motore imprescindibile nello sviluppo di risorse di calcolo per la fisica delle alte energie. Quali sono le esigenze specifiche della ricerca in questo campo e quali le soluzioni adottate?
LHC ha rappresentato la svolta. Prima della sua progettazione, infatti, gli esperimenti potevano contare solo su un’infrastruttura di calcolo molto localizzata. Con l’avvio di LHC, al contrario, si sono perseguiti fin dall’inizio due obiettivi. Il primo: rendere disponibile una capacità di calcolo adatta ad analizzare una mole di dati senza precedenti. Il secondo: permettere a tutti gli scienziati che partecipavano alle collaborazioni sperimentali, che erano dislocati un po’ in tutto il mondo, di poter accedere ai dati dalle loro rispettive istituzioni di appartenenza. Si chiedeva in sostanza che l’infrastruttura fosse accessibile da qualunque luogo. La soluzione è stata ottenuta con lo sviluppo della GRID, un’infrastruttura di calcolo globale che abbraccia letteralmente l’intero Pianeta. In inglese il termine GRID indica la rete elettrica e riferita al calcolo scientifico ha esattamente la stessa valenza. Quando si inserisce la spina nella presa elettrica per far funzionare un qualunque elettrodomestico non ci si pone certo il problema di dover costruire una centrale elettrica che fornisca l’elettricità che si sta prelevando. Così per il calcolo: la GRID consente di rinunciare a chiedersi dove sia localizzata la risorsa di calcolo e chi e come la stia mettendo a disposizione. Una rete di centri di calcolo collegati con fibre ottiche molto veloci, e supportati da un’interfaccia che consenta a qualunque utente di accedere, smette di essere una somma di singole risorse e diventa un insieme. L’approccio è del tutto innovativo e la GRID rappresenta in questo senso un caso primo e unico al mondo.

Quale il contributo dell’INFN?
La sfida tecnologica è stata affrontata a livello globale e il contributo dell’INFN è stato consistente almeno quanto il suo coinvolgimento negli esperimenti di LHC. I termini della sfida erano dettati dalla necessità di offrire alla comunità scientifica delle alte energie la possibilità di accedere alle risorse disponibili e di trasportare una grande quantità di dati in pochissimo tempo. Con tutti i problemi connessi a una condivisione tanto massiccia di informazioni, come l’autenticazione e la salvaguardia dei dati.
In definitiva siamo stati in grado di sviluppare l’hardware e il software necessari con un contributo importantissimo da parte dell’INFN in termini di man power. La collaborazione WLCG (Worlwide LHC Computing Grid) composta da più di 170 centri di calcolo distribuiti in 42 Paesi è oggi impegnata nel rendere disponibili per l’analisi i 50 Petabyte di dati prodotti da LHC nel solo 2016: una quantità che non ha pari in altre discipline e che definisce, di fatto, il termine Big Data, indicativo non solo dell’immane quantità di dati, ma anche della sua variabilità e delle velocità e agilità nella trasmissione e condivisione delle informazioni. Contribuendo con i propri ricercatori e con le peculiari competenze all’implementazione dell’infrastruttura, l’INFN è stato uno dei principali attori di questo processo, che ha conosciuto il massimo sforzo nel decennio 2000-2010. Dal punto di vista dei progressi scientifici questa rivoluzione ha mostrato immediatamente i suoi effetti. Per la prima volta nella storia dei grandi esperimenti è stato possibile ottenere i risultati scientifici nei pochi mesi successivi la presa dati. E la prima prova tangibile è rappresentata proprio dalla scoperta del Bosone di Higgs.
A livello nazionale, il processo ha consentito di realizzare in Italia un’infrastruttura di calcolo distribuita il cui centro principale, un nodo di primo livello (Tier1), è collegato ad altri 10 centri di secondo livello (Tier2) distribuiti sul territorio. Il Tier1 è gestito dal centro di calcolo nazionale dell’INFN, il CNAF di Bologna, ed è il principale cluster di calcolo, oltre che per gli esperimenti di LHC, per molti degli esperimenti che coinvolgono l’INFN. Questa rete nazionale a due livelli è poi inserita nell’infrastruttura mondiale e collegata al centro principale al CERN (Tier0) e agli altri centri di livello 1 e 2 nel mondo, distribuiti in Europa, Asia, Giappone e USA.

Oltre a LHC la GRID supporta esperimenti e collaborazioni sperimentali nella condivisione e nell’analisi dei dati. Quali esperimenti ne traggono maggiore beneficio?
Inizialmente l’attività di calcolo GRID è stata asservita unicamente alle esigenze di analisi dati di LHC, per le quali era stata sviluppata. Successivamente, tuttavia, hanno adottato lo stesso approccio anche altre collaborazioni sperimentali che avevano l’esigenza di gestire grandi quantità di dati, come Belle II, in Giappone e BES III, in Cina. Attualmente, l’utilizzo della GRID si sta allargando anche a esperimenti di settori diversi dalla fisica degli acceleratori, come le grandi collaborazioni internazionali di fisica delle astroparticelle. Penso ad esempio ai progetti in fase di sviluppo come il Cherenkov Telescope Array (CTA) o il progetto satellitare Euclid, che vedono il coinvolgimento in primis dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e la partecipazione attiva dell’INFN. E penso a Xenon, per la ricerca della materia oscura ai Laboratori INFN del Gran Sasso, che avendo moltiplicato notevolmente la quantità di dati da analizzare rispetto agli standard iniziali ha chiesto di accedere alla rete dei Tier1 e Tier2 di LHC. Si tratta di esperimenti in forte sviluppo gestiti da collaborazioni internazionali sempre più allargate. Benché sempre inferiori a quelle di LHC, le quantità di dati che questi esperimenti raccoglieranno nei prossimi anni rendono indispensabile l’accesso alla GRID.

Quali le prospettive a livello europeo e mondiale?
Per quanto ci riguarda la prossima sfida ha una doppia valenza. Innanzitutto, l’infrastruttura stessa deve evolvere verso un modello di organizzazione diverso da quello attuale. Non potrà più valere il paradigma GRID basato su tante CPU collegate tra loro. Per la sola analisi dei dati dei prossimi upgrade di LHC avremo bisogno di un’infrastruttura più larga che coinvolga Tier 1 e Tier2 ma anche macchine in grado di fare High Performance Computing. L’infrastruttura dovrà essere di carattere più generale e permettere a qualsiasi utente di qualunque settore della ricerca di accedere alla tipologia di risorsa a lui più congeniale. Se funzionale all’analisi dati che si sta facendo, l’infrastruttura deve essere in grado di offrire anche risorse di calcolo di livello avanzato. Anche per questo sarà necessario abbandonare l’approccio GRID in favore di una logica CLOUD, che è più flessibile, aperta a esigenze variegate, e accessibile da utenti esterni alla comunità INFN. In particolare, devono poter accedere all’infrastruttura anche comunità sperimentali che lavorano su tematiche di ricerca diverse dalle nostre. Penso innanzitutto all’INAF con cui abbiamo collaborazioni sperimentali in corso, ma anche all’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) e al settore Long Baseline Science, il cui cuore pulsante è oggi in Cina.
La premessa a questo processo è che l’evoluzione della GRID va affrontata in ogni caso per il futuro di LHC. La scelta che abbiamo dovuto fare da subito è se valesse la pena di rendere l’infrastruttura più flessibile e metterla a sistema, in modo da renderla accessibile alle comunità di ricerca italiane al di fuori dell’INFN. Noi abbiamo le competenze necessarie a compiere il passo e, a fronte di un supporto da parte delle istituzioni, vale certamente la pena di evitare di disperdere sforzi e risorse frazionando gli interessi delle singole comunità scientifiche. È esattamente quanto accaduto in precedenza con la GRID che è nata per noi ed è ora patrimonio di tutti.

 

DICEMBRE 2016

 

Eugenio Nappi | Intervista a Eugenio Nappi, membro della giunta esecutiva dell’INFN e referente per i progetti di ricerca in fisica nucleare sperimentale dell’Ente.

nappiWSTUDIARE L’UNIVERSO, DAI NUCLEI ALLE STELLE
Intervista a Eugenio Nappi, membro della giunta esecutiva dell’INFN e referente per i progetti di ricerca in fisica nucleare sperimentale dell’Ente.

La fisica nucleare sperimentale rappresenta l’anello di congiunzione tra lo studio delle fasi primordiali dell’universo, svolto con l’ausilio dei grandi acceleratori di particelle, e la ricerca sui meccanismi di formazione di stelle, galassie e ammassi di galassie, con esperimenti sulla stabilità dei nuclei e la produzione di nuclei esotici. All’INFN le attività di ricerca in questo campo si svolgono in tutti i quattro laboratori nazionali, al TIFPA (Trento Institute for Fundamental Physics Applications) e in diverse sezioni, con importanti ricadute in settori diversi dalla ricerca fondamentale, quali la fisica medica, la fisica per i beni culturali, la ricerca in campo energetico, lo sviluppo di nuovi materiali e di tecnologie per la sicurezza nucleare.

L’INFN è impegnato in diversi progetti di fisica nucleare sperimentale, che spaziano dalla ricerca fondamentale alle applicazioni mediche. Come sono coordinate le diverse attività all’interno dell’INFN?
Il coordinamento delle attività sperimentali di ricerca in fisica nucleare all’INFN è svolto dalla Commissione Scientifica Nazionale 3 (CSN3) che stabilisce le priorità e il finanziamento dei singoli progetti. Ma l’ampio spettro delle attività di ricerca in  questo campo non si esaurisce all’interno della CSN3.
A partire dal 2006,  a valle della stipula di un accordo di collaborazione tra INFN e Ansaldo Nucleare, lo sviluppo di competenze e strumentazione nel settore delle applicazioni della fisica nucleare al campo dell’energia, con particolare attenzione agli aspetti relativi alla sicurezza, è coordinato dal progetto strategico INFN-E. Dal 2012, INFN-E conta su un budget annuale di 200.000 euro. Sono da elencare inoltre le numerose attività di fisica nucleare afferenti alla quinta Commissione Scientifica Nazionale (CSN5), dedicata agli sviluppi tecnologici. Tra queste, ricoprono un ruolo molto rilevante le applicazioni mediche che, nel campo dello sviluppo di sistemi diagnostici e dei software di simulazione e di analisi collegati, affondano le radici in una tradizione d’eccellenza dell’INFN. Con la nomina di Marco Durante, esperto di fama internazionale di adroterapia, a direttore del TIFPA si è voluto dare un forte slancio anche alle attività nel settore delle tecniche terapiche con i fasci di particelle.
Sempre nell’ambito della CSN5, sono di grande rilevanza le attività inerenti la fisica nucleare applicata ai beni culturali, al monitoraggio dei livelli di inquinamento ambientale e agli sviluppi di rivelatori e di acceleratori.

Come si inquadra la strategia dell’INFN nel panorama europeo?
Le priorità nel finanziamento delle attività nella fisica nucleare  sono stabilite dalla CSN3 in completa sintonia con le indicazioni del NuPECC, il comitato di coordinamento europeo, che ha recentamente concluso i lavori di redazione del Long Range Plan, la roadmap europea per la fisica nucleare, le cui conclusioni saranno presentate il 27 novembre a Bruxelles. In particolare, i progetti di fisica nucleare dell’INFN, seguendo la nomenclatura internazionale, afferiscono a due grandi filoni di ricerca: quello della struttura nucleare e quello della della fisica adronica. Nel primo caso l’obiettivo è lo studio del nucleo come sistema composito, per indagare le caratteristiche degli atomi radioattivi in rapporto a quelli stabili, l’evoluzione dell’Universo e la formazione delle stelle. A livello internazionale, grandi investimenti sono in corso per realizzare infrastrutture di ricerca che accelerano fasci di nuclei esotici. In quest’ambito, il progetto su cui l’INFN sta puntando è SPES (Selective Production of Exotic Species) ai Laboratori Nazionali di Legnaro. In parallelo alla ricerca fondamentale, SPES permetterà di sintetizzare  nuovi radiofarmaci per la diagnostica medica.
Il secondo filone, quello della fisica adronica, è più vicino agli obiettivi e alle tecniche sperimentali della ricerca in fisica delle alte energie, coordinata nell’INFN dalla CSN1. La fisica adronica rappresenta l’anello di congiunzione tra la fisica delle particelle elementari e la fisica della struttura nucleare. In altre parole, la fisica adronica ha l’obiettivo di studiare i meccanismi attraverso cui i costituenti fondamentali dei nculeoni, i quark e i gluoni, contribuiscono a definire le proprietà stesse del nucleo. Le iniziative di maggior respiro internazionale di fisica adronica in cui partecipa l’INFN sono ALICE, al CERN, e gli esperimenti in corso al Jefferson lab negli USA e, in prospettiva, quelli che verranno realizzati  a  EIC- Elctron Ion Collider in corso di progettazione negli Stati Uniti (al Brookaven National Laboratory o al Jlab).

Quali sono gli obiettivi del progetto strategico INFN-E?
Le attività di INFN-E sono orientate in particolare sulle due seguenti linee di intervento. La prima riguarda lo smantellamento dei siti nucleari, la gestione dei depositi di materiali radioattivi, la tutela del personale nei siti nucleari e la sicurezza. La seconda si occupa dei contatti con le organizzazioni dedicate alle problematiche energetiche, quali Ansaldo Nucleare, ASG Superconductors, CAEN, Gilardoni, Joint Research Center-Euratom-Ispra. Nei suddetti ambiti, INFN-E agisce sia come incubatore per lo sviluppo di prodotti da proporre a industrie e altri enti, sia come centro di iniziativa verso forme di finanziamento esterno.

Qual è il coinvolgimento dell’ente nella fisica nuclare sperimentale, a livello internazionale?
L’INFN  contribuisce a livello internazionale a tutte le più importanti iniziative, con presenze a livello apicale nei maggiori comitati di gestione europei e mondiali. A livello europeo, Angela Bracco, della Università e sezione INFN di Milano, è al suo secondo mandato quale presidente del NuPPEC.
Nicola Bianchi dei Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN è a capo dell EPS-NPB (European Physical Society – Nuclear Physics Board) dal 1 gennaio 2017. Il sottoscritto è da tre anni nello IUPAP C12 (International Union of Pure and Applied Physics – Nuclear Physics) e nel panel ICFA per lo sviluppo di nuovi rivelatori.
Paolo Giubellino, della Sezione INFN di Torino, già spokesperson di ALICE, è stato nominato da qualche mese direttore del prestigioso laboratori GSI e direttore scientifico di FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) a Darmstadt in Germania, una nuova infrastruttura di ricerca, in corso di costruzione, che a partire dal 2020 diventerà il più importante laboratorio tedesco per la fisica nucleare. Da quest'anno un altro italiano dell'INFN, Federico Antinori guida l'esperimento ALICE al CERN. Da settembre 2017, Raffaella De Vita, della sezione INFN di Genova, assumerà il ruolo di spokesperson dell’esperimento CLAS12 al Jlab (del quale è da circa 5 anni direttore aggiunto Patrizia Rossi, dei LNF). Recentemente, inoltre, una ricercatrice italiana dei Laboratori Nazionali di Frascati, Catalina Curceanu, ha ricevuto il premio EPS “Emma Noether distinction” per le donne che si sono dimostrate eccellenti nella ricerca in fisica nucleare a livello europeo.

Quali sono le maggiori iniziative future per la ricerca in fisica nucleare in Italia?
Ai Laboratori Nazionali di Legnaro è in fase di installazione il progetto SPES, il cui avvio è previsto nel 2019. Ai laboratori del Sud, il progetto NUMEN (NUclear Matrix Elements of Neutrinoless double beta decay) ha importanti implicazioni anche in fisica astroparticellare, in particolare per lo studio dei neutrini e della materia oscura.
Ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso il progetto più ambizioso  è LUNA MV (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics-Mega Volts), un esperimento di astrofisica nucleare che è previsto partire entro un paio di anni, una infrastruttura di ricerca per lo studio della formazione dei nuclei sfruttando un acceleratore in grado di produrre reazioni nucleari a energie paragonabili a quelle che avvengono nelle stelle. Ai Laboratori di Frascati, entrerà in funzione nel 2018, al termine dell’esperimento KLOE (K-LOng Experiment), attualmente in corso all’acceleratore Dafne, SIDDHARTA, destinato a ricerche di fisica nucleare fondamentale. A Trento, il TIFPA è impegnato nell’applicazione e nella ricerca sull’adroterapia oncologica, non solo per la cura dei pazienti ma anche per lo studio di tecniche di ottimizzazione della terapia.

Speranza Falciano | Intervista a Speranza Falciano, vicepresidente dell’INFN e referente per il Trasferimento Tecnologico (TT) della giunta esecutiva dell’Ente.

ASCOLTATO IL SUSSURRO DEL COSMO. LA SCOPERTA DELLE ONDE GRAVITAZIONALI NEL RACCONTO DI UNO DEI PROTAGONISTI

Intervista a Fulvio Ricci, spokesperson della Collaborazione internazionale VIRGO

elena lukev

In quanto Ente Pubblico di Ricerca, l'INFN esercita il suo mandato affiancando alla ricerca di base la missione di trasferire conoscenza e tecnologie utili alla società. Questo avviene nella forma diretta della comunicazione e del public engagement e attraverso iniziative di trasferimento tecnologico, grazie alle quali il know how acquisito dall'ente nella propria attività di ricerca viene trasmesso allo sviluppo di tecnologie che trovano una più ampia applicazione.

Com’è strutturata l'attività di trasferimento tecnologico dell’INFN?

La strategia dell’INFN per il trasferimento tecnologico si basa soprattutto sulla valorizzazione di idee e tecniche innovative che nascono nell’ambito della ricerca di base. Il passo successivo consiste nel tentare di facilitare e accelerare i processi che guidano lo scambio di conoscenza fra il mondo della ricerca e la società, sia essa intesa come mondo delle imprese o come altro destinatario possibile delle applicazioni, consentendo così alle nuove tecnologie di tradursi in beni e servizi fruibili dalla collettività. Per raggiungere questo scopo l’INFN, costituito di diverse strutture sparse sul territorio nazionale, si è dotato di un’organizzazione ad hoc che copre aspetti di carattere amministrativo-giuridico e di carattere scientifico-tecnologico. Questa organizzazione coordinata da un comitato d’indirizzo, il Comitato Nazionale di Trasferimento Tecnologico (CNTT), il cui collegamento con gli organi direttivi centrali è assicurato da un membro della Giunta Esecutiva, che assiste costantemente alle riunioni. Il Comitato è supportato operativamente dall’Ufficio di Trasferimento Tecnologico (UTT), che cura aspetti amministrativi e di sostegno operativo ai ricercatori ed è potenziato da risorse umane qualificate con diversi profili di competenza (giuridico/brevettuale, economico, tecnologico), propri di un settore con forti caratteristiche d’interdisciplinarietà. Il trasferimento tecnologico coinvolge in primis i ricercatori.

Come partecipano alle decisioni strategiche?

L’INFN ha posto molta cura e impegno nell’organizzazione e formazione dei cosiddetti Referenti Locali del trasferimento tecnologico, uno o due per struttura INFN, che si occupano della sensibilizzazione della rete scientifica e forniscono i primi feedback ai ricercatori che chiedono supporto e chiarimenti sulle modalità di valorizzazione della loro ricerca. A partire dal settembre 2012, sono organizzati incontri periodici ai quali partecipano i Referenti Locali e i membri del CNTT. La formazione è considerata un momento di comunicazione e condivisione delle linee guida del trasferimento tecnologico e dei feedback sui risultati raggiunti. Infine, la formulazione di specifici regolamenti approvati dal Consiglio Direttivo dell’INFN ha dato un importante contributo allo sviluppo delle attività di trasferimento tecnologico stabilendo un set di regole sulle modalità di valorizzazione della ricerca condotta. Essendo parte della missione dell'Ente, la diffusione delle competenze è in qualche modo un atto dovuto.

Chi ne beneficia?

La ricerca di base necessita di tecnologie avanzate che in molti casi non fanno ancora parte del know-how industriale e che richiedono soluzioni innovative. La ricerca di tali soluzioni fornisce continuamente occasioni di trasferimento tecnologico al tessuto sociale e industriale, in particolare permette di trasferire all’Industria un patrimonio di competenze che rende le nostre imprese più innovative nel mercato mondiale. L’avvalersi di partner industriali fortemente qualificati permette poi all’INFN di essere competitivo nelle collaborazioni internazionali alle quali partecipa per realizzare le complesse strumentazioni di cui necessita la nostra ricerca, e questo è sicuramente un esempio di ritorno che ci giova. Più in generale penso che sia fondamentale incoraggiare e spendersi per la “Terza Missione” per radicare nella società l’idea della ricerca come mezzo indispensabile per la modernizzazione e la competitività del Paese. Anche questo è un ritorno importante che impatta sui finanziamenti e sulle capacità di trasferimento del nostro know-how .

Quali gli esempi più significativi di relazione fruttuosa tra INFN e il mondo dell'impresa?

Un eccellente esempio di come le tecnologie di frontiera necessarie alla ricerca dell'INFN abbiano prodotto delle ricadute importanti sull'industria nazionale in termini di trasferimento di conoscenze, di impatto economico e di innovazione è l'avventura scientifica al Large Hadron Collider (LHC) del CERN di Ginevra che ha portato alla scoperta del bosone di Higgs. Sono state moltissime le industrie italiane che hanno costruito per LHC oggetti di altissima tecnologia, l'Italia ha saputo assicurarsi un ritorno degli investimenti in ricerca superiore a quello degli altri Paesi europei. Ad esempio, nelle forniture industriali del 2006, anno di piena costruzione della macchina, nella classifica delle venti nazioni partecipanti, l’Italia è stata seconda nel settore dell'ingegneria civile (23% circa del totale) e dell'ingegneria elettrica (circa 30%), seconda nella meccanica (19%) e terza nelle tecnologie del vuoto e del freddo (13%). Complessivamente è stata seconda (18%), preceduta solo dalla Francia (34%, nazione ospitante) e seguita dalla Germania (15%). Se ricordiamo che il contributo italiano al CERN, proporzionale al PIL, è dell’11%, ne emerge un bilancio molto positivo per Paese. Oltre al grande sforzo rappresentato dalla costruzione di LHC, l’INFN ha poi rapporti ormai consolidati con numerose altre aziende, con le quali ha ideato e sviluppato nuove tecnologie per scopi di ricerca, che hanno trovato un mercato e sono diventate oggetto di produzione industriale su grande scala. Ne sono un esempio i settori della microelettronica e della superconduttività. Esperienze di successo come queste hanno dato luogo a contratti o accordi di collaborazione con un duplice vantaggio: la possibilità di sviluppare tecnologie per le quali abbiamo competenze ma non sempre gli strumenti adatti, e la valorizzazione economica delle idee maturate in seno all’Ente, che possono trovare diffusione se sfruttate a livello industriale. Per valorizzare le capacità innovative di un ente di ricerca servono strumenti adeguati. Quali sono maggiormente utilizzati dall’INFN? Per la valorizzazione delle proprie conoscenze, l’INFN utilizza tutti gli strumenti tradizionali quali i brevetti, la ricerca collaborativa e il conto terzi. In particolare la ricerca collaborativa, più congeniale alle attività di ricerca e sviluppo che si conducono nel nostro ente, usufruisce spesso di fondi esterni per cooperare con le imprese, avvalendosi di bandi regionali o nazionali. La difficoltà della ricerca collaborativa è che la scelta dei partner deve essere fatta in accordo con le procedure del codice degli appalti e questo limita molto la libertà di ricerca e di collaborazione. Questo strumento rimarrà pertanto poco utilizzato, finché non saranno individuati per gli enti di ricerca degli strumenti di semplificazione amministrativa. Per contro, l’INFN svolge molta ricerca commissionata per le tecnologie e le metodologie che possiede, ossia viene scelta da terzi per attività di ricerca e sviluppo.

Quali i progetti per potenziare le azioni di TT nel prossimo futuro?

Nel futuro, le attività di TT sulle quali punterà maggiormente l’Ente, che andranno ad aggiungersi alle numerose iniziative già esistenti, avranno come obiettivo primario quello di mettere a sistema le potenzialità di sviluppo in un determinato settore. Questo attraverso la creazione di un numero sempre maggiore di reti di competenze, che colleghino le strutture INFN che detengono il know-how e le tecnologie in un settore specifico, rendendo possibile la collaborazione con i Distretti e i Cluster Tecnologici nazionali. Ne sono esempi CHnet (rete per i Beni Culturali) e RADnet (rete delle facility d’irraggiamento, basata sugli acceleratori dei Laboratori Nazionali dell’INFN). Inoltre si sosterranno spin-off INFN e incubatori di tecnologie sviluppate al CERN e trasferite in Italia con condizioni di particolare favore (licenze, training ecc.). Gli incubatori di start up potranno essere collocati presso strutture INFN o unità operative che hanno un rapporto con l’INFN (Università, altri Enti, Consorzi o imprese che vogliono innovarsi e crescere). Un accordo di collaborazione CERN-INFN, già siglato, regolamenterà il supporto agli incubatori italiani che formeranno una rete coordinata dall’INFN.

A suo giudizio, c’è consapevolezza dei benefici del fare TT in enti tradizionalmente votati alla ricerca di base come l'INFN?

Purtroppo la Terza Missione coinvolge e appassiona solo una parte dei ricercatori dell’Ente. Una buona parte è propensa a ritenere che essa sia una distrazione dalle attività principali del fare scienza. Questo non deve tuttavia limitare la nostra strategia in questa direzione. Ognuno ha proprie preferenze e vocazioni e penso che si possa fare leva sulla specifica vocazione di chi oggi sa pensare al proprio know-how come a una risorsa che va oltre lo scopo di ricerca per il quale è stato sviluppato. Tra gli obiettivi vi è quello di accrescere la nostra reputazione e un consenso sociale verso attività la cui motivazione non è sempre compresa o condivisa dall’opinione pubblica. C'è poi l’aspetto di accesso ai finanziamenti. Sempre più spesso i progetti per i quali si chiedono finanziamenti specifici sono meglio valutati se presentati in collaborazione con soggetti esterni, o quando evidenzino possibilità di trasferimento delle tecnologie e delle competenze sulla società. Gli esempi in questo caso vanno dallo sviluppo delle tecnologie per le missioni spaziali, alle applicazioni mediche, dove la fisica degli acceleratori gioca un ruolo importante per la cura del cancro e i rivelatori sviluppati per le ricerche dell’INFN diventano un potente strumento diagnostico. Beni culturali e ambiente, sono altri settori che beneficiano dell’utilizzo delle nostre tecnologie e la lista delle applicazioni non è certamente esaustiva. Al ricercatore non è richiesto naturalmente di cambiare mestiere, solo di compiere un piccolo passo culturale. Piccolo perché la possibilità di fare trasferimento tecnologico è spesso scritta nella ricerca o nella tecnologia che si ha tra le mani: si tratta di vederla, capirne l’importanza e cercare supporto per valorizzarla e darle concretezza. Come ricercatori dovremmo avere una formazione culturale completa, che ci consenta di svolgere la nostra missione principale, quella di produttori di conoscenza, lasciando spazio anche all’idea che nuove tecnologie, idee e competenze – e con loro il nostro fare ricerca – acquistano maggior valore quando hanno un impatto diretto sulla società e incentivano l’innovazione e lo sviluppo in senso ampio.

NOVEMBRE 2016