Fisica e Astrofisica Nucleare

Fisica e Astrofisica Nucleare

Staff

C. Fontana, A. Goasduff, S.M. Lenzi, M. Lunardon, P. Marigo, M. Mazzocco, D. Mengoni, G. Montagnoli, S. Moretto, F. Recchia, F. Scarlassara, F. Soramel, L. Stevanato

Borsisti

A. Boso, A. Caciolli, R. De Palo, D. Piatti, F. Pino, A. Rossi, M. Siciliano, E. Strano, C. Terrevoli, D. Testov

INFN

F. Antinori, D. Bazzacco, M. Bellato, C. Broggini, A. Dainese, D. Fabris, R. Menegazzo, G. Nebbia, R. Turrisi

Attività di ricerca

La Fisica Nucleare studia le proprietà dei nuclei atomici e dei loro costituenti, protoni e neutroni.

Dalla scoperta dell’esistenza del nucleo atomico e della sua struttura, l’evoluzione di questo tema scientifico è arrivato allo studio dei nuclei come sistemi complessi governati dall’interazione forte, allo scopo di comprendere le proprietà della materia che costituisce il nostro universo. Questo obiettivo può essere raggiunto attraverso l’analisi dei possibili modi di fondersi o frammentarsi dei nuclei nelle collisioni o formando elementi non esistenti in natura perché instabili.

I fenomeni osservati nei nuclei mettono in gioco anche altre particelle rispetto ai nucleoni, come neutrini, elettroni, le cui proprietà, legate all’interazione debole, conducono alla verifica di molte leggi fondamentali. Lo studio delle reazioni che portano alla formazione di nuclei più pesanti da quelli più leggeri ci racconta come si sono formati gli elementi a noi noti e come nascono ed evolvono le stelle e, portando la materia nucleare a condizioni estreme di densità, come era fatto l’universo poco dopo il "Big Bang".

Esiste quindi un legame profondo tra le proprietà dei nuclei, la fisica delle particelle e la cosmologia, rendendo la fisica nucleare un campo "interdisciplinare" dalle molteplici opportunità di scoperta.

Al tempo stesso è enorme l’impatto delle applicazioni di queste attività, che vanno ben oltre quelle più comuni nell’immaginario dei non iniziati, come gli armamenti e l’energia da fissione: basti pensare alle tecniche di adroterapia e di analisi dei tessuti biologici, all’analisi dei materiali, alle applicazioni ambientali, che beneficiano del sempre maggiore approfondimento delle proprietà della materia nucleare e del progresso tecnologico connesso all’ideazione di esperimenti sempre più sofisticati che richiedono una continua evoluzione della strumentazione e la gestione di moli di dati sempre maggiori.

Le linee di ricerca del gruppo spaziano dunque su un ampio spettro di interessi: la struttura dei nuclei lontani dalle condizioni di stabilità, a valori estremi di spin, isospin ed energia di eccitazione usando anche i raggi gamma come sonde delle proprietà fondamentali della struttura dei nuclei atomici; i meccanismi di reazione tra nuclei stabili e radioattivi; la dinamica delle reazioni nucleari a energie basse e intermedie; la transizione di fase dalla materia ordinaria (adronica) a quella deconfinata (QGP, quark-gluon plasma); misure di interesse astrofisico e studio di reazioni di nucleo-sintesi a bassissima energia in laboratorio sotterraneo; applicazioni della fisica nucleare per usi civili (controlli ambientali, individuazione di materiali fissili, bonifica di aree minate, tanto per citarne alcune).

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