Nuove organizzazioni di ricerca

Secondo la Roadmap svizzera per le infrastrutture di ricerca 2019, nei prossimi anni la Svizzera valuterà un’eventuale partecipazione a quattro organizzazioni internazionali di ricerca in fase di allestimento o già in costruzione. I preparativi per queste partecipazioni – non necessariamente sotto forma di affiliazione alle organizzazioni – sono di competenza della SEFRI: definizione del quadro finanziario, sottoscrizione di un accordo internazionale da parte della Svizzera e, ovviamente, valutazione dei vantaggi che ne deriverebbero per il Paese. I rappresentanti delle comunità scientifiche svizzere interessate sono coinvolti nei lavori.



CTA, Cherenkov Telescope Array (fisica delle astroparticelle)

CTA è una collaborazione scientifica internazionale che mira alla costruzione di un’infrastruttura di ricerca all’avanguardia a livello mondiale nell’ambito delle astroparticelle. L’infrastruttura sarà composta da una rete di oltre 100 telescopi di tipo Cherenkov ripartiti tra l’emisfero sud, in una zona del Cile (Paranal), e l’emisfero nord, sull’isola di Palma (Isole Canarie, Spagna). L’osservatorio CTA nascerà come European Research Infrastructure Consortium (ERIC) con sede a Bologna (Italia) e disporrà di un centro scientifico di trattamento dei dati a Zeuthen (Germania). Sono attese importanti scoperte nell’ambito dell’astrofisica delle alte energie, ma anche più in generale in cosmologia e in fisica di base. La costruzione di CTA dovrebbe avere inizio nel 2019. Le Università di Zurigo e di Ginevra e il Politecnico di Zurigo sono fortemente coinvolti nel progetto. La SEFRI partecipa ai negoziati in corso in vista di creare l’organizzazione CTAO ERIC, in collaborazione con i futuri membri previsti (12 Stati del mondo intero, più l’ESO).

ELI, Extreme Light Infrastructure (fisica dei laser)

ELI è un’infrastruttura di ricerca di punta attualmente in fase di costruzione, distribuita su tre aree di tre Paesi diversi: Repubblica Ceca, Romania e Ungheria. A tutt’oggi è l’unica interamente basata nei Paesi dell’Unione europea allargata, e l’unica per la cui costruzione si attinge al Fondo europeo di sviluppo regionale (FESR) come fonte primaria di finanziamento (fino all’85%).

Su ogni sito («pilastro») di ELI sono in corso di installazione laser ad altissima intensità che permetteranno di condurre esperimenti complementari nel campo della fisica dei materiali e della fisica nucleare. Facendo riferimento alla potenza e all’intensità senza paragone (10 volte più elevate rispetto alle sorgenti esistenti) e alle possibilità inedite che tali sorgenti di luce offrono agli utenti internazionali, i responsabili del progetto chiamano ELI «il CERN dei laser».

La fisica dei laser si è sviluppata con grande rapidità nel corso degli ultimi decenni, grazie alla crescente potenza delle sorgenti. Le possibili applicazioni di questi laser di nuova generazione sono molto promettenti e costituiscono un terreno di esplorazione di prim’ordine per la fisica moderna. I ricercatori svizzeri seguono da vicino questa evoluzione e stanno sviluppando in Svizzera delle infrastrutture di ricerca adeguate che, idealmente, potrebbero essere completate da un accesso alle infrastrutture di punta a livello mondiale che saranno messe a disposizione sui tre siti di ELI.

SKA, Square Kilometre Array (astronomia)

Lo Square Kilometre Array («Rete di un chilometro quadrato») è un radiotelescopio in fase di costruzione che disporrà di una superficie di raccolta di circa un chilometro quadrato. Lo SKA è pensato per lavorare nella gamma di frequenze 0,10-25 GHz, con l’obiettivo di raggiungere l’intervallo 0,06-35 GHz e grazie alle sue dimensioni sarà tra 10 e 100 volte più sensibile degli strumenti attualmente in uso. Lo SKA consentirà di produrre più campi di vista indipendenti, permettendo così a diversi radioastronomi di osservare simultaneamente porzioni di cielo diverse. Con il radiotelescopio SKA sarà possibile ottenere immagini di sorgenti di onde radio lontane utilizzando la tecnica dell’interferometria.

Lo SKA sarà lo strumento di osservazione radioastronomica più sensibile mai esistito e sarà in grado di rilevare tutti i nuclei galattici attivi fino a uno spostamento verso il rosso di 6, ovvero nel momento in cui l’universo aveva appena un miliardo di anni. Avrà inoltre la sensibilità necessaria a individuare pianeti simili alla Terra a parecchie centinaia di migliaia di anni luce di distanza. La rete SKA, la cui costruzione dovrebbe iniziare nel 2020, comprenderebbe fino a 3000 antenne paraboliche, installate in Sudafrica e in Australia, e il suo quartier generale sarà nel Regno Unito. Nel 2019 i rappresentanti di sette Stati del mondo intero hanno firmato il trattato che crea la rete SKA in quanto organizzazione intergovernativa. Altri Stati hanno manifestato l’intenzione di volervi aderire. Vista la sua portata, SKA si configura come un grande progetto a lungo termine a livello mondiale nel campo dell’astrofisica. La sua evoluzione è seguita da vicino in Svizzera, in particolare alle Università di Ginevra e di Zurigo, all’ETHZ e all’EPFL. La SEFRI partecipa con lo statuto di osservatrice alle riunioni della SKA Council Preparatory Task Force, incaricata di definire l’assetto organizzativo.

LBNF, Long-Baseline Neutrino Facility and DUNE, Deep Underground Neutrino Experiment (fisica delle particelle)

La comunità scientifica mondiale nel campo della fisica dei neutrini sta sviluppando e costruendo un progetto di una portata senza precedenti per far avanzare la ricerca: si tratta di DUNE, e dovrebbe essere realizzato nell’apposita infrastruttura denominata LBNF. Il progetto, considerato un complemento essenziale alle ricerche condotte dal CERN per il progresso che potrebbe apportare alla fisica delle particelle, è finanziato e gestito tramite una collaborazione internazionale. L’infrastruttura ha sede negli Stati Uniti, da un lato al Fermilab, vicino a Chicago, e dall’altra a Sanford nel South Dakota, in una ex miniera riattata a tale scopo, a 1,5 km di profondità.

La comunità svizzera di ricercatori nel campo dei neutrini, in particolare le Università di Berna, Basilea e il Politecnico di Zurigo, fornisce a questa infrastruttura un contributo sostanziale e riconosciuto da chi vi collabora e dalle autorità responsabili negli USA. Dal canto suo, il CERN concepisce e costruisce uno dei rilevatori dell’esperimento DUNE, il che rappresenta un importante contributo in natura da parte dell’Europa. Nel maggio 2019 il Consiglio federale ha deciso di sostenere finanziariamente questi lavori in corso al CERN in favore di LBNF/DUNE.

Le università di Ginevra e di Berna, così come il Politecnico di Zurigo contribuiscono in modo significativo agli esperimenti di fisica del neutrino in Giappone e stanno esaminando la possibilità di partecipare a una grande infrastruttura dedicata a questo campo di ricerca, che dovrebbe essere costruita a partire dal 2020.

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