Dal Politecnico Milano nuove tecniche per accelerazione particelle

MILANO - L'utilizzo combinato di impulsi laser superintensi ultrabrevi e materiali nanostrutturati potrebbe rappresentare una nuova via per la produzione di fasci energetici di protoni e ioni, di grande interesse per numerosi settori della scienza e della tecnologia, in particolare per la realizzazione e lo studio di materiali innovativi, la medicina nucleare, la radioterapia, la produzione di radioisotopi e altre particelle. "Il progetto Ensure (Exploring the New Science and engineering unveiled by Ultraintense ultrashort Radiation interaction with matter), avviato al Politecnico di Milano e finanziato nell'ambito di Horizon 2020 dall'Unione Europea con 1,9 milioni di euro, ha lo scopo di aprire nuove frontiere nelle tecniche di accelerazione di particelle - ha spiegato Matteo Passoni, professore associato in Fisica teorica della materia e leader del progetto -. Il nostro obiettivo è fondere, all'interno di un singolo team di ricerca, la fisica dei plasmi, la relatività, la fisica nucleare, la scienza dei materiali nanostrutturati e la tecnologia per la generazione di impulsi laser superintensi e ultrabrevi".

Impulsi laser di elevatissima potenza e brevissima durata, interagendo con un sottile foglio di metallo consentono di produrre i campi elettrici più intensi mai realizzati in laboratorio e di accelerare particelle cariche ad elevata energia e su scale spaziali molto ridotte. Nel progetto Ensure si cercherà di controllare e ottimizzare il processo di accelerazione fabbricando opportuni materiali nanostrutturati, con proprietà impossibili da ottenere nei materiali ordinari. Rispetto alle tecniche convenzionali (acceleratori lineari, ciclotroni, sincrotroni), questo approccio potrebbe consentire di realizzare in futuro acceleratori più compatti e flessibili, con ridotti costi di costruzione e radioprotezione.

Il progetto consentirà agli scienziati coinvolti di investigare a livello teorico e sperimentale sia processi fisici fondamentali, come il comportamento collettivo della materia nanostrutturata in regime relativistico, sia aspetti applicativi di grande interesse per la società.