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Fisica astroparticellare

Ai laboratori nazionali di Legnaro si svolge attività di ricerca di fisica fondamentale senza utilizzare macchine acceleratrici. Sono attive due  linee di ricerca in fisica di precisione ad alta sensibilità: lo studio dei neutrini e la ricerca di assioni/proprietà del vuoto. La sfida posta da questi campi di ricerca è la comprensione profonda della connessione tra alcuni concetti fondamentali della fisica quantistica e relativistica quali massa ed energia da un lato e di spazio e tempo dall'altro.

Decadimento doppio beta senza neutrini (CUORE e CUPID)

cuoreLa misura del doppio decadimento beta senza neutrini è lo scopo principale dell'esperimento CUORE. Tale misura permetterebbe di ottenere informazioni sulle proprietà del neutrino, una delle particelle fondamentali del modello standard della fisica. L'apparato di CUORE è basato su dei rivelatori di temperatura molto sensibili (bolometri), costituiti da cristalli ultra puri di biossido di Tellurio (TeO2). Nei laboratori di Legnaro viene effettuato il trattamento di ultra-pulizia del rame di sostegno della struttura bolometrica in TeO2, che successivamente verrà collocato presso i Laboratori del Gran Sasso dell'INFN. Il trattamento di ultra-pulizia consiste di un protocollo di 70 operazioni a componente per un totale di oltre 4000 pezzi. Fra le 70 operazioni del protocollo di pulizia sono di rilievo 5 diverse operazioni principali: la burattatura meccanica, l'elettropulizia, l'attacco chimico, la passivazione e la pulizia finale al plasma in vuoto, partendo dall'assunto che "nulla è più pulito del vuoto".

CUPID è il candidato successore di CUORE, con l'introduzione dell'identificazione della particella; è in fase di ricerca e sviluppo.

 



 Ricerca di assioni (QUAX) e proprietà del vuoto (PVLAS)


PVLAS


casimir







Viene chiamato vuoto una regione di spazio da cui è stata rimossa la materia e la radiazione. Per la fisica classica questo rappresenta un sistema senza proprietà e senza strutture. Tale concetto però cambia in fisica moderna: il vuoto viene definito come lo stato a minima energia, in cui, in seguito al principio di indeterminazione di Heisenberg, sono presenti fluttuazioni. Avremo quindi un vuoto popolato da particelle virtuali: particelle che si manifestano e poi scompaiono in istanti brevissimi di tempo. A causa di queste particelle virtuali il vuoto acquista delle proprietà, il cui studio è oggetto di esperimenti con partecipazione del personale del laboratorio (PVLAS). Nell'esperimento PVLAS si studia l'effetto di un campo magnetico sul vuoto: il campo magnetico agisce sulle particelle virtuali ed il vuoto diventa simile ad un cristallo. Utilizzando un fascio luminoso polarizzato, questo cambierà il suo stato di polarizzazione attraversando il vuoto magnetizzato esattamente come succede nel cristallo. Questi effetti sono talmente piccoli che finora nessuno è riuscito a misurarli e gli esperimenti citati stanno cercando di porli in evidenza per la prima volta.

La ricerca di assioni cosmologici mediante materiali magnetizzati (QUAX) è una strada per indagare la materia oscura.



Responsabile locale CSN 2: Giuseppe Ruoso (email Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo. )


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Fundamental physics research at the Legnaro Laboratories is also conducted without the use of accelerator machines. Three lines of research are pursued: the quantum vacuum, the search for gravitational waves, and the study of neutrinos. The final aim for these research fields is a deeper understanding of the connections between some fundamental concepts of quantum and relativistic physics such as mass and energy from the one side, and time and space to the other.

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40th European Cyclotron Progress Meeting
20-23 September 2017, INFN LNL


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Octupole deformation studied with symmetry conserving configuration mixing methods
by Dr. Tomás Rodríguez (Departamento de Física Teórica, Universidad Autónoma de Madrid)
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Nuclear physics for the search of dark matter
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The Cryogenic Control System of the CERN Neutrino Platform Detectors, NP02 and NP04
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