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I docenti hanno tempo fino a marzo per partecipare al contest internazionale per progetti di didattica innovativa in ambito STEM. I vincitori rappresenteranno l’Italia nel 2022 a Praga.

Aperto il bando valido per la partecipazione al festival Science on stage Italia, evento rivolto ai docenti e dedicato a incentivare lo sviluppo e l’individuazione di nuovi strumenti didattici per l’insegnamento delle discipline STEM nelle scuole di ogni ordine e grado, che si svolgerà il prossimo anno a Faenza dal 16 al 18 aprile. L’appuntamento, di cui l’INFN è il principale sostenitore, offrirà una vetrina alle 30 migliori proposte sottomesse durante l’attuale fase di preselezione. 11 dei progetti che saranno presentati a Faenza avranno inoltre la possibilità di essere scelti per rappresentare l’Italia nel corso di Science on Stage Europe, in programma il 2022 a Praga, che raccoglierà i vincitori delle edizioni nazionali dell’iniziativa. A supportare Science on stage Italia, insieme a INFN, anche L’INAF, il Festival scienza Cagliari, l’Associazione per l’Insegnamento della Fisica (AIF), la società Chimica Italiana e l’Associazione Europea per l’Educazione Astronomica.

Nata nel 2000 come rete europea volta a promuovere la condivisione e lo scambio di idee e concetti in grado di favorire la creazione di metodologie che migliorassero l’apprendimento della fisica, nel 2004, Science on Stage Europe diventa una piattaforma internazionale e interdisciplinare di aggiornamento per i docenti di tutte le discipline scientifiche desiderosi di apprendere sistemi educativi più efficaci. Le attività nazionali svolte nell’ambito dell’iniziativa, che conta oggi 35 stati membri, tra cui l’Italia, vengono presentate nel corso di un grande fiera espositiva capace di raccogliere i progetti di 450 insegnanti di discipline STEM, evento che ha luogo ogni due anni in una diversa capitale europea.

Il contributo dell’INFN, che supporta fin dalla sua fondazione Science on Stage Europe in qualità di principale finanziatore e membro del comitato italiano, rientra all’interno dell’importante lavoro svolto dall’istituto a sostegno della didattica, che mira a trasmettere una corretta cultura scientifica e a stimolare nei più giovani l’interesse nei confronti delle tematiche legate alla fisica, nel tentativo di formare una nuova generazione di ricercatori.

Per sottomettere le proposte che saranno selezionate per l’edizione di Science on Stage Italia di Faenza e per maggiori informazioni, consultare il sito https://www.science-on-stage.it/, da cui è possibile scaricare il bando dell’iniziativa. Il termine ultimo per la presentazione dei progetti è il 7 marzo 2021.       

Le Commissioni Scientifiche Nazionali (CSN) e Commissione Calcolo e Reti (CCR) dell’INFN hanno assegnato i premi annuali per le migliori tesi di dottorato nelle cinque aree di ricerca dell’Istituto, ossia in fisica subnucleare, astroparticellare, nucleare, teorica e ricerca tecnologica, e nelle attività di ricerca e sviluppo nell’ambito del calcolo. I premi sono intitolati alla memoria di illustri fisici italiani o colleghi dell’INFN, rispettivamente: Marcello Conversi, Bruno Rossi, Claudio Villi, Sergio Fubini, Francesco Resmini e Giulia Vita Finzi.

				Il Premio Marcello Conversi 2019 è stato assegnato dalla CSN 1 a Federico Betti dell’Università di Bologna per la tesi “CP violation in D0 -> K+ K- and D0 -> π+ π- decays and lepton-flavour universality test with the decay B0 -> D*- τ+ Vτ ” e a Marco Cipriani della Sapienza Università di Roma per la tesi “Measurement of the helicity of the W boson with the CMS experiment”. L'INFN con questo premio ricorda Marcello Conversi, protagonista con Ettore Pancini e Oreste Piccioni, di un esperimento fondamentale che portò alla scoperta del muone e segnò la nascita della fisica delle alte energie.
				Il Premio Bruno Rossi 2019 (CSN 2) è stato attribuito a Silvia Celli e Irene Nutini del GSSI Gran Sasso Science Institute e dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN per le tesi dal titolo “Gamma-ray and neutrino signatures of Galactic cosmic-ray accelerators” e “The CUORE experiment: detector optimization and modelling and CPT conservation limit”. Con questo riconoscimento l’INFN rende omaggio a Bruno Rossi, scienziato che ha dato contributi fondamentali alla fisica delle particelle elementari mediante lo studio dei raggi cosmici, tra i primi a scoprire sorgenti di raggi X al di fuori del Sistema Solare e che ha identificato il decadimento del muone e ne ha misurato la vita media.
				Il Premio Claudio Villi 2019 (CSN 3) è stato vinto da Lucia Anna Damone dell’Università di Bari con la tesi “7Be(n,p)7Li cross section measurement for the Cosmological Lithium Problem at the n_TOF facility at CERN”. Con questo premio l’INFN ricorda la figura di Claudio Villi, titolare della prima cattedra italiana di fisica nucleare all'Università di Padova. A Villi si deve l’idea di creare i Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL) dell'INFN e l’attuale modello organizzativo dell'Istituto, che prende forma durante il suo mandato di presidente (1970-1975).
				Il Premio Sergio Fubini 2019 (CSN 4) vede vincitori Silvia Manconi dell’Università di Torino, Silvia Ferrario Ravasio dell’Università di Milano Bicocca e Lorenzo Piroli della SISSA Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste con le tesi “Unveiling Universe’s cosmic messengers”, “Top-mass observables: all-orders behaviour, renormalons and NLO+Partons Shower effects” e “Nonequilibrium Quantum States of Matter”. Il Premio è stato istituito dall’INFN per rendere omaggio al fisico teorico torinese Sergio Fubini, scomparso nel 2005, che ha dato significativi contributi alla teoria dei campi e alla teoria delle stringhe.
				Il Premio Francesco Resmini 2019 (CSN 5) è stato attribuito a Veronica Ferrero e a Sviatoslav Ditalia Tchernij dell’Università di Torino, per la tesi “Online range monitoring in particle therapy with the INSIDE PET detector” e “Use of energetic ion beams for the engineering and control of quantum-optical emitters and sensors in artificial diamond”. Il riconoscimento è stato istituito in memoria di Francesco Resmini, tra i pionieri degli studi sulle macchine acceleratrici e sulla fisica applicata per la diagnostica ambientale e medica-
				Il Premio Giulia Vita Finzi 2019 (CCR) ha visto vincitore Francesco Laruina dell’Università di Pisa per la tesi “A generative adversarial network approach for the attenuation correction in PET-MR hybrid imaging”. Il premio è dedicato alla memoria di Giulia Vita Finzi, colonna portante della Commissione Calcolo e Reti e del CNAF, e uno dei primi web master dell’INFN negli anni pionieristici per queste attività e ricerche tecnologiche.

Sono stati presentati oggi, in una conferenza stampa presso il Duomo di Lucca, i risultati delle analisi diagnostiche sul Volto Santo, antico e imponente crocifisso ligneo (247 cm) di grande importanza storico-artistica e religiosa.

Le misure, condotte da un team del Laboratorio per i beni culturali e l’ambiente (Labec) dell’INFN di Firenze, con il metodo del Carbonio 14, si sono rivelate decisive per dare una risposta al controverso problema dell’epoca di esecuzione dell’opera ritenuta, fino a oggi, dalla maggior parte degli esperti, risalente alla seconda metà del XII secolo. I risultati indicano, invece, che il crocifisso sia databile tra gli ultimi decenni dell’VIII e l’inizio del IX secolo: si tratterebbe dunque della più antica scultura lignea dell’occidente.

Le analisi sono state condotte nell’ambito della rete CHNet (Cultural Heritage Network )dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. E’ la prima volta che vengono eseguite indagini diagnostiche su quest’opera che, essendo una delle icone più venerate della cristianità, è un importante oggetto di culto.

“Per secoli molto è stato scritto sul Volto Santo - spiega Annamaria Giusti, consulente scientifica per le Celebrazioni dei 950 anni dalla rifondazione della Cattedrale di Lucca, già direttrice all’Opificio delle Pietre Dure - ma sempre in termini di fede e religiosità. Solo nel XX secolo ha preso avvio un nutrito dibattito critico sulla sua datazione e caratteri di stile. L’opinione prevalente era che si trattasse di un’opera da datare nella seconda metà del XII secolo. Finalmente la sua accertata antichità chiude l’annoso e controverso problema sull’epoca di esecuzione di quest’opera, che ora possiamo considerare la più antica scultura lignea dell’Occidente arrivata fino a noi”.

“E' sempre interessante vedere come le tecniche e le tecnologie che sviluppiamo in ambito fisico possano essere applicate in contesti non strettamente limitati al mondo della ricerca” sottolinea Mariaelena Fedi, ricercatrice INFN del Labec di Firenze. “In particolare, questa campagna di misura è un esempio di come la collaborazione fra istituti e persone, anche di diversi ambiti, possa arricchire il lavoro e portare ai migliori risultati”.

Approfondimento - Le analisi scientifiche Sul “Volto Santo”

I ricercatori della rete CHnet dell’INFN hanno condotto delle misure grazie all’acceleratore di particelle del Laboratorio LABEC di Firenze usando la tecnica AMS (Spettrometria di Massa con Acceleratore) che consente di datare i materiali organici (come legno, tessuti o ossa) attraverso l’analisi di un isotopo del carbonio: il carbonio 14, chiamato anche radiocarbonio.

Tre campioni di legno e un campione di tela di incamottatura sono stati prelevati dal Volto Santo e trattati per misurare la concentrazione di radiocarbonio. Questa misura permette, infatti, di risalire a quanti anni sono passati da quando l’organismo, da cui è stato tratto il campione, abbia cessato di vivere. I campioni sono stati prelevati in zone nascoste dell’opera in modo da preservarla al massimo e evitando materiale con pigmenti o vernici che avrebbero potuto alterare l’analisi. I tre campioni di legno sono stati estratti in punti molto diversi dell’opera, lontani uno dall’altro, ognuno riconducibile ad una struttura in legno distinta dalle altre. Questa scelta è legata alla possibilità di verificare così la contemporaneità delle diverse strutture oppure, eventualmente, la presenza di interventi successivi sull’opera.

Il campione di tela è stato prelevato in corrispondenza di uno dei campioni di legno, così da poter verificare anche la contemporaneità dei due diversi materiali. L’analisi del filato è molto importante perché ci sia aspetta che la datazione di questo reperto sia molto vicina alla data di produzione dell’opera (mentre il legno potrebbe più facilmente essere precedente).

Prima della misura nell’acceleratore, i campioni sono stati trattati, in modo da rimuovere ogni possibile contaminazione, trasformati in piccole pasticche di grafite (ciascuna di 0.6 milligrammi circa) e inserite nella sorgente di ioni dell’acceleratore. Dai pochi milligrammi di materiale prelevati sono state estratte pasticche di carbonio puro, ognuna di solo 0.6 milligrammi circa.

Dalla sorgente dell’acceleratore, gli atomi che costituiscono la pasticca di grafite, e quindi anche gli atomi di carbonio-14, vengono estratti sotto forma di particelle cariche e accelerate. Campi elettrici e magnetici, insieme allo stesso acceleratore, agiscono come potenti filtri per riuscire a selezionare solo le particelle d’interesse e quindi contare uno dopo l’altro gli atomi residui di radiocarbonio.

Risultati dell’analisi AMS

Il campione di tela è stato datato ad un periodo compreso fra 770 e 880 d.C. (al 68% di probabilità). I campioni di legno sono risultati compatibili con la tela, avendo tutti una buona probabilità di poter essere datati ad un periodo compreso fra le ultime decine di anni dell’VIII secolo e il IX secolo. Il radiocarbonio ha confermato, quindi, che i materiali del Volto Santo sono precedenti all’anno 1000.

La campagna di misura al LABEC è stata svolta sotto la supervisione scientifica della ricercatrice Mariaelena Fedi (INFN) e grazie all’impegno delle ricercatrici Lucia Liccioli (INFN) e Serena Barone (UNIFI e INFN). Queste analisi misure si inquadrano nell’ambito delle collaborazioni di INFN-CHNet con IFAC-CNR, in particolare nella persona del dr. Salvatore Siano.

Prendi un nanosatellite, aggiungi dei rivelatori nei raggi X super efficienti di derivazione tecnologica italiana e lancialo in orbita per studiare la più celebre delle pulsar, quella del Granchio. Questa potrebbe essere, in estrema sintesi, la “ricetta” della missione spaziale cinese PolarLight, i cui primi risultati vengono pubblicati in un articolo sulla rivista Nature Astronomy. Il team di PolarLight, guidato da Hua Feng della Tsinghua University di Pechino e a cui partecipano ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), avrebbe registrato una diminuzione del grado di polarizzazione della radiazione emessa dalla pulsar Granchio, a cavallo di un 'glitch' osservato nel luglio del 2019. I 'glitch' sono delle rapide accelerazioni della rotazione della stella di neutroni dovute a un riassestamento repentino del suo nucleo. Questa variazione potrebbe essere legata a un riaggiustamento della magnetosfera della pulsar e alla conseguente variazione col tempo dell’angolo di polarizzazione della radiazione di alta energia emessa. Con questi suoi primi risultati, la missione PolarLight riapre la finestra della polarimetria nei raggi X, dopo 45 anni dal lancio del satellite statunitense OSO-8.
Al di là del risultato scientifico, interessante ma tuttavia con un margine di incertezza piuttosto ampio, il lavoro di PolarLight è importante perché sancisce il successo della tecnologia impiegata, e questo è determinante in vista della futura missione IXPE. La missione PolarLight, che è frutto di una collaborazione tra Italia e Cina, nasce, infatti, come dimostratore tecnologico, cioè con l’obiettivo di testare la nuova tecnica osservativa, sviluppata in 20 anni dall’INFN di Pisa e dall’INAF-IAPS di Roma, e basata su rivelatori Gas Pixel Detector (GPD). Si tratta della stessa tecnologia dei rivelatori di IXPE, il satellite della NASA che verrà lanciato nel 2021, e che di fatto è una missione bilaterale con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) con l’importante partecipazione di INFN e INAF. PolarLight conferma quindi le potenzialità della nuova tecnica di rivelazione e apre così anche a suoi promettenti sviluppi futuri.
PolarLight è un payload delle dimensioni di un cubetto di 10 cm di spigolo, installato in un Cubesat costituito da 6 unità e lanciato in orbita bassa eliosincrona il 28 ottobre 2018. In questo cubetto, oltre al rivelatore, è alloggiata l'elettronica di lettura, sviluppata dall’INFN, che gestisce sia il rivelatore, acquisendone i dati e trasferendoli in memoria, sia le linee ad alta tensione.
“In particolare, su PolarLight vola un chip elettronico di lettura, cuore del rivelatore, disegnato e sviluppato nei nostri Laboratori INFN di Pisa”, spiega Luca Baldini, responsabile per l’INFN della missione. “Il successo tecnologico della missione, quindi, segna il coronamento di un lungo programma di R&D, che ha permesso di portare per la prima volta nello spazio una nuova tecnologia tutta italiana, e fornisce conferma delle potenzialità della futura missione IXPE, che utilizzerà lo stesso identico chip”, conclude Baldini.
“Elemento chiave del payload insieme al rivelatore è l'impiego di un sistema di collimazione miniaturizzato a capillari che limita il fondo cosmico X” spiega Paolo Soffitta, dell’INAF, coautore dell’articolo. “Questa soluzione, che usiamo nei nostri laboratori dell’INAF-IAPS da più di 10 anni ed è alla base del sistema di collimazione studiato per il satellite LOFT ed adottato sulla prossima missione spaziale eXTP”.