Fisica Nucleare
Coordinatore Prof. Paolo RUSSO
La sezione di Fisica Nucleare comprende attività di fisica nucleare sperimentale e teorica nonché di fisica applicata nel settore della biologia, della medicina e dei beni culturali ed ambientali.
Il programma sperimentale spazia dallo studio dei nuclei in condizioni estreme di energia di eccitazione, momento angolare, rapporto N/Z e massa, alla misura di sezioni d'urto di reazioni nucleari di interesse astrofisico mentre l'attività di ricerca teorica è focalizzata sullo studio della struttura nucleare di bassa energia; l'attività di fisica applicata comprende ricerche sperimentali in archeometria (sviluppo ed applicazione di apparati per analisi di fluorescenza X per i beni culturali), ricerche sperimentali sui meccanismi radiobiofisici della radiazione ionizzante, ricerche sperimentali sulla radioattività naturale ed artificiale e sulla dosimetria per missioni spaziali e ricerche sperimentali per lo sviluppo di nuove tecnologie di ‘imaging' diagnostico e per la radioterapia con relativa dosimetria delle radiazioni; è inoltre presente un'attività di fisica fondamentale sulla fisica dell' antimateria carica e neutra, applicazioni fisiche in geologia e medicina e relativo sviluppo di tecniche di riveazione.
I gruppi di ricerca nella sezione partecipano alle attività principali nei rispettivi ambiti di riferimento. Per quello che concerne le attività sperimentali di fisica nucleare i gruppi partecipano a diverse delle maggiori attività della CSN3 dell'INFN, tra cui i progetti SPES e LUNA. La facility SPES (Selective Production of Exotic Species) è in fase di completamento presso i LNL e a partire dal 2019 fornirà i primi fasci radioattivi di seconda generazione per intensità, purezza e energia. Questi ultimi apriranno la strada allo studio della struttura e dei meccanismi di reazione dei nuclei esotici della ‘terra incognita' della carta dei nuclidi, studio che rappresenta una delle frontiere della fisica nucleare nei prossimi anni, a livello internazionale. SPES costituisce il punto di approdo di diversi esperimenti INFN attualmente operanti nella Sezione. Il progetto LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics) è impegnato da anni nello studio di rezioni nucleari di interesse astrofisico con misure con acceleratore presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Entrambi i progetti di cui sopra sono anche stati selezionati negli anni passati quali progetti premiali dell'ente e hanno ricevuto un finanziamento complessivo per circa 50 ME e 6 ME rispettivamente. La componente teorica della sezione svolge attività di ricerca, all'interno di collaborazioni internazioniali con gruppi teorici e sperimentali, su vari temi di attualità nel campo della struttura nucleare, con particolare attenzione allo studio dei nuclei "esotici" mediante modelli microscopici con interazioni realistiche. È inoltre parte attiva del progetto SPES, attraverso la partecipazione allo Scientific Study Group.
Le attività di Fisica Applicata si svolgono nell'ambito del gruppo V INFN e di progetti nazionali ed internazionali. Relativamente all'attività in fisica medica, si evidenzia che il gruppo è uno dei tre partner del Progetto europeo MAxIMA (2016-2018), per il quale un ricercatore del gruppo è responsabile dei workpackages assegnati all'unità del Dipartimento di Fisica (250 kEuro) e di workpackages dell'intera collaborazione; inoltre il gruppo è responsabile dell'intero workpackage sulla dosimetria alla paziente per una nuova tecnica di imaging diagnostico del cancro al seno, impiegante luce di sincrotrone e tecniche di ‘imaging' a contrasto di fase con rivelatore a conteggio di singolo fotone, nell'ambito di un vasto esperimento nazionale del gruppo V INFN. Il gruppo di fisica medica dipartimentale è inoltre partner dell'azione della Comunità Europea COST denominata SYRA3 (che comprende i gruppi europei attivi nel settore della applicazioni mediche della luce di sincrotrone). Il gruppo di biofisica delle radiazioni ha una consolidata attività di ricerca con la responsabilità nazionale dell'unico progetto interamente sulla radiobiologia (ETHICS, 32 FTE, 180 kEuro di finanziamento nel biennio 2016-2016, durata 3 anni), ed il coordinamento del WP di radiobiologia dell'esperimento L3IA, nell'ambito del gruppo V INFN. Il gruppo di radioattività effettua misure finalizzate alla costruzione di mappe della radioattività sia naturale che artificiale, sviluppando anche tecniche di rivelazione originale e studi volti alla minimizzazione della dose agli astronauti bordo dei veicoli spaziali progettati per le prossime missioni. Infine, il gruppo di archeometria (la cui attività è supportata dall'INFN nell'ambito della rete nazionale beni culturali CHnet), nel prossimo triennio sarà inserito nella struttura di H2020 IPERION-CH, inserita nella rete europea E-RIHS (European Research Infrastructure for Heritage Science). Tale infrastruttura entrerà al più presto nella roadmap 2016-2020 di ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures).
Tali attività garantiscono una rilevante produzione scientifica che si presenta di primo piano e di alta intensità, come si evince dalle oltre 120 pubblicazioni ‘peer reviewed' nell'ultimo triennio.
La sezione garantisce inoltre la copertura dei corsi per gli indirizzi di fisica nucleare e di fisica biomedica.