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Commissione Scientifica Nazionale 5 (CSN5)
Le ricerche tecnologiche e interdisciplinari
La CSN5 coordina le ricerche tecnologiche e lo sviluppo di applicazioni in altri settori di strumenti, metodi e tecnologie della fisica fondamentale. L’INFN è un solido riferimento a livello nazionale e internazionale per lo sviluppo dei futuri prototipi e la realizzazione degli odierni acceleratori di particelle. Questi sono utilizzati, oltre che nelle ricerche di fisica fondamentale, in altri campi di ricerca e della vita economica e sociale. Un’intensa collaborazione e sfruttamento interdisciplinari riguardano anche gli sviluppi dei rivelatori di radiazione, dell’elettronica e dell’informatica. Tutte queste tecnologie hanno un rilevante impatto socioeconomico ad esempio nei campi dell’imaging medico, della terapia del tumore con adroni, dello sviluppo di piani di trattamento in radioterapia con fasci di protoni e ioni, nella salvaguardia dei beni culturali e ambientali.
Esperimenti di ricerca tecnologica
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La ricerca coordinata dalla CSN3 riguarda la struttura e la dinamica della materia nucleare. I fisici nucleari italiani stanno contribuendo allo sviluppo di tecniche sperimentali per lo studio dei nuclei in condizioni estreme. Gli esperimenti condotti con acceleratori di particelle consentono ad esempio di studiare i meccanismi che regolano il funzionamento delle stelle in tutti le fasi della loro vita e di ricreare in laboratorio le condizioni estreme di densità e temperatura di un plasma di quark e gluoni, uno stato della materia che si presume abbia caratterizzato l'Universo nei primi dieci milionesimi di secondo dopo il Big Bang. In questa fase primordiale, la teoria fondamentale delle interazioni forti (Cromo-dinamica quantistica) prevede che i costituenti elementari della materia siano slegati gli uni dagli altri, il nucleo dell’atomo non esista e non esistano i protoni e i neutroni. A queste attività si aggiungono sviluppi per nuove applicazioni ad esempio nel campo della adroterapia oncologica.
La CSN2 coordina le ricerche nel campo della fisica delle Astroparticelle. Queste ricerche studiano gli aspetti della fisica fondamentale che non possiamo indagare con gli acceleratori di particelle e sono condotte indirettamente, sfruttando il Cosmo come acceleratore naturale di tutti i tipi di radiazione, oppure studiando processi rarissimi in Laboratori come quello del Gran Sasso.
La CSN4 coordina le ricerche in fisica teorica, che sviluppano ipotesi, modelli e teorie fisiche per spiegare i risultati sperimentali già acquisiti e aprire nuovi scenari per la fisica del futuro. Gli argomenti più significativi su cui sono impegnati oggi i fisici teorici della CSN4 riguardano le indagini sull'origine della massa delle particelle elementari, la natura e le proprietà della cosiddetta materia oscura, la spiegazione dell’asimmetria esistente fra materia e antimateria nell’Universo, l’unificazione a livello quantistico di tutte le interazioni fondamentali, inclusa la gravità. Altre ricerche riguardano lo studio della natura e della struttura intrinseca dello spazio-tempo, la fisica del nucleo e delle particelle che lo costituiscono, inclusi i processi all’epoca del Big-Bang e la successiva evoluzione dell’Universo. Tali studi teorici si avvalgono, da un lato dei risultati sperimentali prodotti dagli acceleratori di particelle e dagli esperimenti di fisica astroparticellare, e dall'altro di metodi matematici e tecniche formali e numeriche.
