INFN-LNF Laboratori Nazionali di Frascati
La comunità scientifica dei LNF si interroga sulle prospettive della ricerca nel campo della fisica fondamentale a Frascati.
Nel programma di ricerca a lungo termine dei LNF sarà protagoni
sta il progetto EUPRAXIA, dedicato allo sviluppo di acceleratori di nuova generazione basati su tecnologie all’avanguardia come l’accelerazione al plasma.
Nondimeno, i ricercatori teorici e sperimentali dei Laboratori di Frascati, avendo particolarmente a cuore la missione dell’INFN che è volta allo studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che li governano, hanno dato vita a “Fisica Fondamentale a Frascati”, un processo bottom-up per individuare campi di ricerca fondamentale a cui i Laboratori, grazie alle competenze scientifiche ed alle infrastrutture presenti in loco, potranno contribuire già nel medio termine come protagonisti a livello internazionale.
Un primo incontro è avvenuto lo scorso 13 gennaio. Nell’incontro sono state discusse varie proposte, e sono emersi tre principali filoni di ricerca particolarmente interessanti. Un primo settore, che può essere considerato come uno sviluppo della linea di ricerca iniziata ai LNF già da qualche anno con l’esperimento PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), riguarda la ricerca di materia oscura utilizzando fasci di positroni. A FFF si è messo in evidenza come un adeguamento mirato del complesso di acceleratori Dafne, ovvero LINAC, accumulatore, BTF e anello principale, potrebbe permettere un miglioramento cruciale delle caratteristiche dei fasci, aprendo così la strada alla ricerca di fotoni oscuri o di particelle simili agli assioni, che per certe regioni dello spazio dei parametri potrebbero raggiungere una sensibilità notevolmente superiore a quella di altri esperimenti già in corso, o in via di realizzazione presso altri laboratori.
Una seconda linea riguarda la ricerca dei cosiddetti assioni, particelle ipotetiche che da un lato emergono come conseguenza inevitabile in teorie che cercano di spiegare perché (in contrasto con la predizione del modello standard) le interazioni forti rispettano la simmetria Carica-Parità, e dall’altro riescono a spiegare in modo piuttosto convincente le osservazioni di materia oscura nel nostro Universo. La ricerca di materia oscura nella forma di assioni potrà essere portata avanti ai LNF riconvertendo uno dei due grandi magneti utilizzanti in precedenza per gli esperimenti KLOE o FINUDA, per la costruzione di un “haloscopio”. La principale caratteristica che rende questi magneti particolarmente adatti ad un esperimento di ricerca di assioni, è il grande volume che potrà permettere di esplorare un intervallo di massa dell’assione non raggiungibile da nessun altro esperimento esistente al momento.
Infine, una linea di ricerca che ha già connotato negli anni passati l’identità scientifica dei Laboratori è lo studio delle cosiddette particelle “strane”, cioè particelle, come i Kaoni, che contengono un quark del sapore “strange”. Ad FFF si è proposto di proseguire con lo studio di atomi kaonici e delle interazioni a bassa energia fra kaoni e nuclei. Questi studi potrebbero fornire importanti indicazioni sulla struttura della materia nelle condizioni di densità estreme tipiche di oggetti astrofisici compatti, come ad esempio le stelle a neutroni.