PTA 2014-2016 Schede - Presidenza INFN

Transcript

PIANO TRIENNALE DI ATTIVITA 2014 – 2016
SCHEDE DI DETTAGLIO
Indice
1.
2.1
2.2
2.3
4
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
5.2.1
5.2.2
5.2.3
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.2.
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
7.1.1
7.1.2
7.2
7.3.1
7.3.2
7.3.3
7.3.4
7.3.5
7.3.6
7.4
7.5.1
7.5.2
8.1
8.2
Missione
Dotazione Organica
Fabbisogno del personale
Risorse Umane
Partecipazioni (tipologia: in società, associazioni, fondazioni, !)
Attività di Ricerca (fisica subnucleare)
Attività di Ricerca (fisica astroparticellare)
Attività di Ricerca (fisica nucleare)
Attività di Ricerca (fisica teorica)
Attività di Ricerca (calcolo scientifico)
Attività di Ricerca (fisica medica)
Attività di Ricerca (computing cloud)
Attività di Ricerca
pag. 1
pag. 2
pag. 3
pag. 4
pag. 4
pag. 8
pag. 15
pag. 19
pag. 25
pag. 27
pag. 30
pag. 33
(applicazione di tecniche nucleari ai Beni Culturali)
Infrastrutture di Ricerca (LNF)
Infrastrutture di Ricerca (LNGS)
Infrastrutture di Ricerca (LNL)
Infrastrutture di Ricerca (LNS)
Infrastrutture di Ricerca (EGO)
Infrastrutture di Ricerca (KM3NeT-IT)
Infrastrutture di Ricerca (SPES)
Infrastrutture di Ricerca (CNAF)
Infrastrutture di Ricerca (LABEC)
Infrastrutture di Ricerca (LASA)
Infrastrutture di Ricerca (TIFPA)
Infrastrutture di Ricerca (GSSI)
Infrastrutture di Ricerca (IFMIF)
pag. 36
pag. 39
pag. 44
pag. 47
pag. 50
pag. 54
pag. 57
pag. 60
pag. 63
pag. 67
pag. 71
pag. 74
pag. 77
pag. 81
pag. 83
pag. 87
pag. 89
pag. 92
pag. 94
pag. 98
pag. 101
pag. 103
pag. 105
pag. 107
pag. 112
pag. 115
pag. 118
pag. 120
Collaborazioni Enti
Collaborazioni Internazionali
Rapporti e Convenzioni con le Università
Collaborazione Internazionali (EUROFEL)
Collaborazione Internazionali (ELI)
Collaborazione Internazionali (ESS)
Collaborazione Internazionali (XFEL)
Collaborazione Internazionali (SESAME)
Collaborazione Internazionali (IGNITOR)
Collaborazione Internazionali (FP7)
Collaborazione Nazionali (PON)
Collaborazione Regionali e Locali (POR)
Attività di Terza Missione: formazione e divulgazione
Attività di Terza Missione: trasferimento tecnologico
Nota: nella compilazione delle schede, quando è indicata solo la prima annualità per il costo del
progetto, deve intendersi la stessa previsione di spesa per le annualità successive
1
Missione
L’INFN è l’ente pubblico di ricerca, vigilato dal MIUR, dedicato allo studio
dei costituenti fondamentali della materia e alle loro interazioni; la sua
attività di ricerca , teorica e sperimentale, si estende ai campi della fisica
subnucleare, nucleare ed astroparticellare. L’Ente considera poi con
grande attenzione tutte le applicazioni, derivanti da tale ricerca di base,
che abbiano un significativo impatto sulla società, il territorio e il suo
tessuto produttivo, e costituiscano un importante stimolo per l’innovazione
tecnologica del nostro Paese.
Le attività di ricerca dell’INFN si svolgono tutte in un ambito di
collaborazione e competizione internazionale e in stretta cooperazione
con il mondo universitario italiano, sulla base di consolidati e
pluridecennali rapporti. Numerose attività di ricerca dell’Ente sono
condotte in modo sinergico con altri Enti di ricerca nazionali. La ricerca
fondamentale in questi settori richiede l’uso di tecnologie e strumenti di
ricerca d’avanguardia che l’INFN sviluppa sia nei propri laboratori che in
collaborazione con il mondo dell’industria.
L’attività dell’INFN si basa su due tipi di strutture di ricerca complementari:
le Sezioni e i Laboratori Nazionali. I quattro Laboratori nazionali, con sede
a Catania (Laboratori Nazionali del Sud – LNS), Frascati (Laboratori
Nazionali di Frascati – LNF), Legnaro (Laboratori Nazionali di Legnaro –
LNL) e Gran Sasso (Laboratori Nazionali del Gran Sasso – LNGS),
ospitano grandi apparecchiature e infrastrutture messe a disposizione
della comunità scientifica nazionale e internazionale. Le 20 Sezioni e gli
11 Gruppi collegati alle Sezioni o Laboratori hanno sede in altrettanti
dipartimenti di fisica universitari e realizzano la stretta connessione tra
l’Istituto e le Università.
Per lo svolgimento dell’attività scientifica, l’Istituto si avvale di cinque
Commissioni Scientifiche Nazionali (CSN), consultive del Consiglio
direttivo. Esse coprono rispettivamente le seguenti linee scientifiche: fisica
subnucleare (CSN1), fisica astroparticellare (CSN2), fisica nucleare
(CSN3), fisica teorica (CSN4), ricerche tecnologiche e interdisciplinari
(CSN5).
I 4 laboratori nazionali LNL, LNGS, LNF, LNS rappresentano un’ossatura
fondamentale per tutte le iniziative dell’INFN ed in particolare ospitano
infrastrutture e facilities messe a disposizione della comunità
internazionale. Oltre a tali laboratori nazionali, l’Ente possiede altre grandi
infrastrutture di ricerca che intende valorizzare ancor più nel prossimo
triennio nel quadro di una programmazione ed incentivazione delle
infrastrutture di ricerca in chiave europea.
La progettualità dell’INFN per quanto concerne l’attività di ricerca
scientifica e tecnologica ed il vasto quadro degli accordi con altri Enti e/o
Università e dei progetti che vedono il cofinanziamento di enti ed
organismi regionali, nazionali ed internazionali sarà presentata nei capitoli
successivi. Tale progettualità mostrerà una profonda sintonia con le linee
guida del prossimo Programma Quadro della ricerca europea, HORIZON
2020 (H2020).
Per meglio evidenziare la caratterizzazione dei progetti di ricerca
scientifica e tecnologica dell’Ente in sintonia con i pilastri portanti di
H2020, tali progetti seguiranno grosso modo la classificazione di
progetti di “excellent science”, per una “better society” e di impatto per
l’obiettivo di H2020 di avere “competitive industries and innovative
technology”
!
1
2.1
Dotazione Organica
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2.2
Fabbisogno del personale
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3
2.3
Risorse Umane
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Altra Area di Intervento
Gestione delle diversità di genere e del benessere lavorativo (CUG)
Specificare l’Area di Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Finalità e Obiettivi
! Il superamento delle situazioni di disagio e di discriminazione nell’ambiente di lavoro, tramite la
maggiore partecipazione delle donne ai processi decisionali dell’ente ;
! lo sviluppo di un piano per l’implementazione di una strategia delle risorse umane, che sappia
fare della diversità (genere, generazionale e culturale) una ricchezza per l’Ente.
! l’identificazione di attività volte ad approfondire la cultura di genere e a migliorare la qualità della
vita, tramite conciliazione tempo di lavoro/tempo di cura;
! Implementazione di un programma di sviluppo del benessere organizzativo, salute e sicurezza
dal punto di vista della diversità ( genere, generazionale e culturale);
! l’implementazione di procedure di assunzione e promozione tramite processi gestionali più
aperti e trasparenti.
b.
Contenuto
! Sviluppo di un Bilancio Sociale dell’Ente attraverso l’analisi di statistiche di genere e
generazionali.
! Promozione della cultura di genere
! Valorizzazione delle Risorse Umane
! Salute e benessere organizzativo
! Elaborazione di una Strategia delle Risorse Umane per i ricercatori (Human Resource Strategy,
HRS)
! Inclusione della dimensione di genere in una reale politica di sviluppo delle risorse umane non
solo per incrementare l’equità e l’uguaglianza lavorativa, ma anche come strumento per
migliorare le performance : implementazione di un sistema di gestione delle risorse umane
libero da pregiudizi di genere attento alle necessità, alle aspirazioni, agli stili di vita delle donne
e degli uomini. Attenzione a tutte le diversità , di genere, generazionali, delle specifiche tipologie
contrattuali, della provenienza da altri paesi.
! Recupero del potenziale delle donne ricercatrici, recupero degli investimenti pubblici,
capitalizzazione delle competenze di tutti i dipendenti per migliorare la qualità della ricerca e
stimolare l’innovazione.
! Miglioramento della sicurezza e salute sul lavoro, con particolare riguardo alla valutazione del
rischio e delle fonti di stress lavoro-correlato tenendo conto delle differenze di genere,
generazionali, delle specifiche tipologie contrattuali, della provenienza da altri paesi (Testo
Unico in materia di Sicurezza -D.Lgs n. 106/09, già D.Lgs. 81/08).
c.
Risorse umane e finanziarie
Il CUG è formato da 19 dipendenti, di cui 9 di scelta sindacale e 10 scelti dall’ENTE. 10 sono i
componenti titolari e 9 i supplenti, di cui 7 uomini e 12 donne Sono presenti dipendenti di varie
tipologie lavorative e provenienti da sezioni distribuite su tutto il territorio.
IL CUG ha un proprio budget annuale di circa 10.000 euro. Il budget per la formazione rientra in
quello generale dell’ente. Esiste inoltre un budget separato per lo sviluppo del progetto Benessere
lavorativo di circa 12.000 euro.
d.
Collaborazioni
!
4
Consigliera di Fiducia, Commissione Nazionale Prevenzione Sicurezza e Ambiente (CNPISA)
Ufficio del Personale, Commissione Formazione, Rappresentanti Nazionali del personale (TTA e
Ricercatori), Rappresentanti del personale (TTA e Ricercatori) , Commissioni Scientifiche,
Tutto il personale, GENISLAB-Project team, CUG di altri Enti di Ricerca , CUG delle Università
e.i fi Azioni connesse alla formazione
formazione, seminari e workshop sulle normative e strategie italiana ed europea relative alle
tematiche di genere per la formazione-informazione del personale ai vari livelli;
formazione per la dirigenza, una riflessione sulle politiche di diversity management per tener conto
di come la parità di trattamento non può prescindere dalla considerazione della diversità (genere,
generazionali, delle specifiche tipologie contrattuali, della provenienza da altri paesi)
formazione e sensibilizzazione per RSPP, RLS, rappresentanti del personale per l’implementazione
di programmi di miglioramento della sicurezza e salute sul lavoro con particolare riguardo alla
valutazione dei rischi che tenga conto delle differenze di genere, generazionali, delle specifiche
tipologie contrattuali, della provenienza da altri paesi e delle fonti di stress lavoro-correlato (vedi
Testo Unico in materia di Sicurezza -D.Lgs n. 106/09, già D.Lgs. 81/08)
Moduli didattici per la promozione della cultura di genere da inserire nei corsi di formazione
nazionali dell’Istituto.
Utilizzare le pagine INFN per la diffusione di note informative sulla distribuzione del personale in
ottica di genere, sulle eccellenze femminili, sui sistemi di mentoring al femminile.
f.
Milestone
BILANCIO DELLE RISORSE UMANE: Sviluppo di un rapporto annuale di Bilancio delle risorse
umane in ottica di genere e generazionale (vedi ad esempio quello del CNRS francese) che
consenta di avere un quadro dinamico del personale dell’ente.
PROMOZIONE DELLA CULTURA DI GENERE:
•
implementazione di programmi di miglioramento della sicurezza e salute sul lavoro con
particolare riguardo alla valutazione dei rischi che tenga conto delle differenze di genere,
generazionali, delle specifiche tipologie contrattuali, della provenienza da altri paesi e delle fonti di
stress lavoro-correlato;
•
formazione della dirigenza: formazione sulle politiche di diversity management per tener
conto di come la parità di trattamento non può prescindere dalla considerazione della diversità.
•
utilizzo del linguaggio non sessista nei documenti ufficiali dell’ENTE.
VALORIZZAZIONE DELLE RISORSE UMANE:
•
Promuovere la presenza femminile nei livelli decisionali, monitorando il raggiungimento
dell’obiettivo del 25% richiesto dalla Commissione Europea.
•
Norme sulla TRASPARENZA: istituire una banca dati per ogni concorso con i curricula dei
concorrenti e dei commissari. Rendere pubblici i curricula di tutti i dipendenti all’interno del portale
INFN.
•
Promuovere la realtà delle persone che lavorano nell’Ente, in cui l’apporto delle donne è
fondamentale ad ogni livello per il raggiungimento degli obiettivi scientifici fissati, descrivendo e
dando risalto alle caratteristiche e capacità individuali delle dipendenti che quotidianamente
svolgono la loro attività: interviste / racconti di donne.
•
Definire azioni atte a conciliare il tempo di lavoro e il tempo di cura (vedi ridistribuzione dei
fondi per asili nidi, scuole materne, scuole estive, sostegno alla famiglia e alla disabilità).
TELELAVORO.
•
Tener conto nei criteri di valutazione dei periodi di maternità, e del congedo parentale ai fini
dell’anzianità di servizio. In maniera analoga per i padri considerando i periodi di congedo parentale.
SALUTE E BENESSERE ORGANIZZATIVO:
Adottare programmi di miglioramento della sicurezza e salute sul lavoro, con particolare riguardo alla
valutazione in ottica di genere del rischio e delle fonti di stress lavoro-correlato;
Introdurre di sistemi di reintegro al lavoro del personale che è stato assente per maternità, problemi
di cura dei figli e/o familiari;
Integrazione del programma sull’analisi dello stress da lavoro correlato con analisi del Benessere a
valle della conclusione del progetto “Benessere organizzativo e management”;
Prosecuzione del Ciclo di Conferenze sulle patologie in un’ottica di genere iniziato con il CPO.
!
5
HUMAN RESOURCE STRATEGY:
Elaborazione e adozione di una strategia delle risorse umane per i ricercatori (HRS) definita sulla
base della “Human Resources Strategy for Researchers“ per l’attuazione della Carta Europea dei
Ricercatori e del Codice di Condotta per l’assunzione dei ricercatori.
!
6
4
Partecipazioni (tipologia: in società, associazioni, fondazioni, ")
denominazione
anno di
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(2013)
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annuali
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2010
! X 1000
Consorzio Catania
Ricerche
Consorzio Milano
Ricerche
1988 adesione
92,9
187,9
1988 Adesione
Consorzio COMETA
Consorzio
2005
Costituzione
88 del 31
6
gennaio 2005
85
Consorzio RFX
Consorzio
2005 Adesione
192,4
Consorzio Criospazio
Ricerche
Consorzio
1989 Adesione
35,3
Consorzio Ferrara
Ricerche
Consorzio
2005 Adesione
40,1
Consorzio
CABIBBOLAB
Consorzio
2011
Costituzione
2533 del 28
6
settembre 2011
0
Consorzio per la Fisica
Trieste
Consorzio
1994 Adesione
0
Consorzio
2000
Costituzione
100
S.c.a.r.l.
2010
Costituzione
946 del 9 luglio
6
2010
S.c.a.r.l.
COIRICH
TICASS - Tecnologie
Innovative per il
Controllo Ambientale e
lo Sviluppo Sostenibile
POLO ENERGIA - Polo
di Innovazione per
l’Efficienza Energetica e
le Fonti Rinnovabili
PUMAS - Polo di
Innovazione Umbro
Materiali Speciali e
Micro Nano Tecnologie
Fondazione CNAO
European Synchrotron
Radiation Facility
Consortium GARR
Festival della Scienza
ASP - Promozione e
sviluppo scientifico e
tecnologico del
Piemonte
MELODI
Multidisciplinary
European Low Dose
Initiative Association
NETVAL Network per la
valorizzazione della
ricerca universitaria
A.I.N. Associazione
Italiana Nucleare
A.P.R.E. Agenzia per la
Promozione della
Ricerca Europea
ETP4HPC European
Technology Platform
for High Performance
Computing
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
0
0
0
17,60
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0
Perdite
Utili
148,3
6,7
Perdite
Utili
28,3
2,9
4
6,7
0,7
0
419,5
1.000
0
653,4
0
0
3
3,86
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0
0
32,7
65%
0
0
7,7
0
559,7
594,7
371,1
50%
4.500
0
154,8
272,1
299,9
20
14,29
%
0
0
2011 Adesione
17986 del 19
6
luglio 2013
90
4,44
%
0
0
S.c.a.r.l.
2011 Adesione
Silenzio assenso
60
1,85
%
0
0
S.c.a.r.l.
2011 Adesione
1300 del 5
6
giugno 2012
48
2,44
%
0
0
235
3,19
%
0
0
2006
Costituzione
929 del 26
6
novembre 2009
2003 Adesione
Fondazione
Societe civile
3
Associazione
Associazione
Associazione
Associazione
4
Associazione
Associazione
Associazione
Associazione
13,51
%
1
0%
0%
791,8
4,6
22,6
0,5
12,8
28
0
0
1
0,6
13,3
9,1
5,9
3,3
1,3
19,8
0,7
1,7
5,5
0,5
11,2
1,4
150
0%
0
0
0
1988 Adesione
2287,5
5%
0
0
NA
2002 Adesione
2003 Adesione
500
138,4
NA
2
NA
5.000
0
0
0
1.913
4,7
74,9
NA
2
2,5
0
1,1
-
NA
2
1
0
-
NA
2
2,5
0
NA
2
2,5
0
145,2
158,4
25,7
-
NA
2
6,3
0
39
3354,4
50,7
-
NA
2
2001 Adesione
2013 Adesione
2013 Adesione
2010 Adesione
2003 Adesione
5
2012 adesione
Perdite
44,3
0
S.c.a.r.l.
CRDC
0%
1
Consorzio
Consorzio
European Gravitational
Observatory
0%
2012
! X 1000
(2013)
Utili
1
2011
! X 1000
2
5
5
NA
NA
47
NA
NA
151
70
910,1
3.274
1,8
27,5
NA
1,1
17,4
12,9
0
Apporto costituito da servizi, competenze o apporti di opera scientifica.
In quanto associazione la partecipazione dei Soci non è espressa in percentuale al patrimonio e il fondo/capitale si costituisce con i conferimenti annuali
o una tantum degli associati
Società di diritto francese
Associazione di diritto francese
Associazione di diritto olandese
Estremi autorizzazione MIUR
!
7
5.1.1 Attività di Ricerca
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Fisica subnucleare
Excellent Science
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Sommario:
1.
Misure di precisione dei parametri del Modello Standard.
2.
Ricerca di nuovi fenomeni fisici.
3.
Verifiche della meccanica quantistica e delle simmetrie fondamentali.
Dettaglio:
Studio dei costituenti fondamentali della materia e delle forze che determinano le loro interazioni
con l’utilizzo di esperimenti ad acceleratori di particelle. Dopo la scoperta del bosone di Higgs nel
2012 gli attuali paradigmi scientifici hanno ricevuto una fondamentale conferma, ma quelle stesse
teorie richiedono anche la presenza di fenomeni mai osservati che questi studi ricercano da svariate
angolazioni sperimentali.
Nel triennio 2014-2016 gli esperimenti all’ LHC del CERN riprenderanno la presa dati con energia dei
fasci raddoppiata rispetto alla campagna precedente, aprendo cosi’ la possibilita’ di scoprire nuovi
fenomeni potenzialmente rivoluzionari per il campo. In parallelo e’ in corso un intenso lavoro di
consolidamento dei loro apparati sperimentali (fase 1) e di ricerca e sviluppo per una nuova
generazione di rivelatori (fase 2) che possa resistere al previsto aumento dell’intensita’ dei fasci di
LHC.
Il successivo potenziamento dei rivelatori per la fase 2 degli esperimenti ATLAS e CMS e`
fondamentale per il completamento del programma di fisica di LHC e rappresenta per l’INFN un
investimento di circa 10 MEuro all’anno.
Altri esperimenti sia al CERN che in altri laboratori internazionali, come i Laboratori Nazionali di
Frascati, il PSI a Zurigo, Fermilab negli USA, IHEP in Cina e KEK in Giappone, sono in fase di
completamento delle costruzioni o ampliamento, ed alcuni di essi inizieranno o riprenderanno la
presa dati nel trienno considerato. Queste altre iniziative complementano la ricerca diretta di nuovi
fenomeni con misure di estrema precisione sensibili alla presenza di particelle finora inosservate ed
uno studio accurato della struttura interna di particelle gia’ note come ad esempio il protone.
Segue la lista degli esperimenti in corso di realizzazione o di presa dati alle varie macchine
acceleratrici:
Esperimento
#scienziati italiani
FTE
Acceleratore
Laboratorio Nazione
ATLAS
255
198
LHC
CERN
Svizzera
BaBar
43
12
PEP-II
SLAC
USA
Belle2
51
24
Super-KEKb
KEK
Giappone
BES-III
29
14
BEPC-II
IHEP
Cina
CDF2
34
11
Tevatron
Fermilab
USA
CMS
322
238
LHC
CERN
Svizzera
COMPASS
30
26
SPS
CERN
Svizzera
g-2
15
5
Booster
Fermilab
USA
KLOE
51
27
DAFNE
LNF
Italia
LHCb
117
85
LHC
CERN
Svizzera
LHCf
9
5
LHC
CERN
Svizzera
MEG
37
23
SmS
PSI
Svizzera
Mu2E
28
12
Booster
Fermilab
USA
!
8
NA62
64
38
SPS
CERN
Svizzera
TOTEM
27
15
LHC
CERN
Svizzera
UA9
19
8
LHC
CERN
Svizzera
b.
Contenuto Tecnico Scientifico
Nel seguito si riportano le principali attivita’ in corso e i risultati recentemente raggiunti:
Principali risultati 2013:
ATLAS e CMS:
- dopo conferma della scoperta del bosone di Higgs nel 2012, primi risultati sulla misura
dei suoi parametri: massa, accoppiamenti a fermioni e bosoni e numeri quantici.
Riconoscimento per la scoperta agli esperimenti con il premio Nobel per la fisica 2013 a
F. Engelert e P. Higgs, e premio EPS alle collaborazioni.
- nuovi limiti sulle masse di potenziali nuove particelle; in particolare le masse delle
particelle supersimmetriche colorate sono escluse fino a masse ~ 1.5 TeV/c2
- misure sempre piu’ precise di un ampio spettro di processi e confronto con le previsioni
del Modello Standard
CMS e LHCb:
- misura del rapporto di decadimento del Bs"mm
LHCb:
- misura della fase di mixing del Bs con precision migliore di 0.1 rad,
- misura dell’angolo gamma della matrice CKM come miglior misura mondiale,
- misure delle proprieta’ del decadimento raro B0" K*l+l- misura sempre piu’ precise di molte proprieta’ di adroni con c e b quarks
CDF:
- migliore misura della massa del quark top al Tevatron
MEG:
- porta da 2.4x10-12 a 5.7x10-13 il miglior limite superiore mondiale al rapporto di
decadimento del processo m"eg con l’analisi dei dati raccolti nel 2009-2011
BaBar:
- miglior misura dell'asimmetria di CP nel mixing per Bd.
BES-III:
- scoperta di una nuova risonanza, la Zc (3900), interpretabile come un potenziale nuovo
stato a quattro quarks
KLOE:
- ottiene i limiti milgiori sulla violazione di CPT e invarianza di Lorentz nel settore dei
quarks usando stati “entangled” di kaoni neutri
TOTEM:
- misura la sezione d’urto totale a 8 TeV con metodo luminosity independent
COMPASS:
- ottiene nuovi risultati sulla struttura di spin e impulso trasverso del nucleone ed evidenza
per la risonanza a0(1420)
Nuovi progetti approvati nel 2013:
- Potenziamento dei rivelatori di ATLAS e CMS, detto di fase1
- Attivita’ di ricerca e sviluppo per la fase 2 di ATLAS e CMS
- Potenziamento dell’esperimento LHCb
- Potenziamento dell’esperimento MEG
- Partecipazione all’esperimento Belle2
Nuovi progetti in corso di approvazione:
- Altre attivita’ di ricerca e sviluppo per la fase 2 di ATLAS e CMS
- Potenziamento di fase 2 di ATLAS e CMS
- Potenziamento dell’esperimento TOTEM
- Costruzione camera GEM di BES-III
- Esperimento Mu2e
- Esperimento g-2
!
9
Principali obiettivi per il periodo 2014-2016:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
ATLAS-CMS:
o Messa a punto dei rivelatori per l’inizio della presa dati da inizio 2015
o Presa dati a LHC con energia in centro di massa di 13 TeV
o Analisi dei dati raccolti con il principale obiettivo di cercare evidenze di nuovi
fenomeni e migliorare la precisione delle misure delle proprieta’ del bosone di
Higgs
o ATLAS installa IBL (pixel detector layer) nel 2014
o Costruzioni associate con il potenziamento di fase 1 dei rivelatori
! ATLAS: trigger di traccia (FTK), camere per muoni (NSW) ed elettronica
per il trigger di primo livello e il calorimetro ad argon liquido
! CMS: rivelatore a pixels, camere ed RPC per muoni, nuova elettronica di
lettura e trigger camere DT per muoni, trigger di primo livello
o Attivita’ di ricerca e sviluppo per la fase 2
o Definizione dei potenziamenti per la fase 2
LHCb:
o Messa a punto del rivelatore per l’inizio della presa dati da inizio 2015
o Presa dati a LHC con energia in centro di masssa di 13 TeV
o Analisi dei dati raccolti con il principale obiettivo di migliorare le misure sulle
proprieta’di mesoni con charm e beauty
o Costruzione dei rivelatori associati con il potenziamento del rivelatore
! Camere per muoni, RICH, elettronica di acquisizione dati e trigger
COMPASS:
o Completamento e messa a punto del rivelatore per l’inizio della presa dati
o Presa dati con inizio alla fine del 2014 e analisi
o Completamento e installazione delle nuove camere fotosensibili per il RICH entro
il 2015
MEG:
o Costruzione rivelatori associati al potenziamento del rivelatore nel periodo 20142015
o Messa a punto dell’apparato, presa dati (dal 2015) e analisi
KLOE
o Messa a punto apparato, presa dati (da 2014) e analisi
Belle2:
o Completamento delle costruzioni e installazioni per inizio 2016
o Presa dati (dal 2016) e analisi
BES-III:
o Presa dati ed analisi
o R&D e costruzione nuova camera a GEM
(se approvata)
NA62:
o Completamento della costruzione e messa a punto per fine 2014
o Presa dati (da fine 2014) e analisi.
TOTEM:
o Messa a punto dei rivelatori per l’inizio della presa dati a inizio 2015
o Presa dati e analisi
o Costruzione potenziamenti rivelatore (se approvati)
o Implementazione integrazione DAQ con l’esperimento CMS
LHCf:
o completa l’aggiornamento di due calorimetri e li installa nel tunnel di LHC nel
2014 per la presa dati a 13 TeV
CDF2:
o Completamento delle analisi dati
o Implementazione del piano di conservazione dei dati
BABAR:
! 10
o Completamento delle analisi dati
Mu2E:
o Completamento ricerca e sviluppo nel corso del 2014
o Costruzione di parti del calorimetro a cristalli e associati sistemi di controllo (se
approvato)
- g-2:
o Completamento ricerca e sviluppo nel corso del 2014
o Costruzione e installazione del sistema di calibrazione del calorimetro (se
approvato)
c.
Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali
Tutti gli esperimenti in oggetto sono svolti nell’ambito di collaborazioni internazionali con diverse
sezioni INFN e dipartimenti universitari coinvolti. Il livello della rappresentanza italiana nelle varie
collaborazioni internazionali e’ riassunto nella tabella seguente.
-
Esperimento
ATLAS
#
ricercatori/tecnologi
Italia Tutti %
255 2912
8.8%
# Stati
38
BABAR
43
322
13.4%
12
BELLE2
51
599
8.5%
23
BES-III
29
360
8.1%
11
CDF2
31
407
7.6%
14
CMS
322
2680
12.0%
41
COMPASS
30
240
12.5%
13
g-2
15
136
11.0%
7
51
117
74
619
68.9%
18.9%
5
15
KLOE
LHC-B
Stati
Argentina, Armenia, Australia, Austria,
Azerbaijan, Belarus, Brazil, Canada, Chile, China,
Colombia, Czech, Denmark, France, Georgia,
Germany, Greece, Israel, Italy, Japan, Morocco,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania,
Russia, Serbia, Slovak, Slovenia, South Africa,
Spain, Sweden, Switzerland, Taiwan, Turkey, UK,
USA
Canada, France, Germany, India, Israel, Italy,
Netherlands, Norway, Russia, Spain, UK, USA
Australia, Austria, Canada, China, Czech
Republic, Germany, India, Italy, Japan, Korea,
Malaysia, Mexico, Poland, Russia, Saudi Arabia,
Slovenia, Spain, Taiwan, Thailand, Turkey, USA,
Ukaine, Vietnam
China, Germany, Italy, Japan, Korea,
Netherlands, Pakistan, Russia, Turkey, Sweden,
USA
Canada, France, Germany, Greece, Italy, Japan,
Korea, Russia, Slovakia, Spain, Switzerland,
Taiwan, UK, USA
Armenia, Austria, Belarus, Belgium, Brazil,
Bulgaria, China, Colombia, Croatia, Cyprus,
Czech, Egypt, Estonia, Finland, France, Georgia,
Germany, Greece, Hungary, India, Iran, Ireland,
Italy, Korea, Lithuania, Malaysia, Mexico, New
Zeland, Pakistan, Poland, Portugal, Russia,
Serbia, Spain, Switzerland, Taiwan, Thailand,
Turkey, UK, Ukrain, USA
Czech, France, Germany, India, Israel, Italy,
Japan, Poland, Portugal, Russia, Switzerland,
Taiwan, USA
China, Germany, Italy, Japan, Netherlands,
Russia, USA
China, Italy, Polonia, Russia, Svezia
Brazil, France, Germany, Ireland, Italy,
Netherlands, China, Poland, Romania, Russia,
Spain, Switzerland, Ukraine, UK, USA
! 11
LHC-F
MEG
MU2E
NA62
9
37
28
64
27
77
157
201
33.3%
48.1%
17.8%
31.8%
6
5
3
12
France, Italy, Japan, Spain, Switzerland, USA
Italy, Japan, Russia, Switzerland, USA
Italy, Russia, USA
Belgium, Bulgaria, Czech, Germany, Italy,
Mexico, Romania, Russia, Slovakia, Switzerland,
UK, USA
TOTEM
27
83
32.5%
8 Czech, Estonia, Finland, Hungary, Italy, Poland,
Switzerland, USA
UA9
19
50
38.0%
5 France, Italy, Russia, UK, Switzerland
d.
Eventuali collaborazioni con le Università
Gli esperimenti della CSN1 coinvolgono tutte le Sezioni ed i Laboratori Nazionali dell’ INFN e le
relative Università : Torino, Milano, Milano Bicocca, Pavia, Genova, Padova, Trento, Ferrara,
Bologna, Pisa, Firenze, Perugia, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Perugia, Aquila,
Napoli, Salerno, Catania, Cosenza, Bari, Lecce, Cagliari.
e.
fi Infrastrutture di ricerca
I laboratori dove si svolgono le attivita’ di ricerca sopra descritte sono i seguenti:
- I Laboratori Nazionali di Frascati, Italia, dove e’ presente una macchina per la collisione
di elettroni e positroni al’energia di circa un GeV.
- Il CERN a Ginevra, Svizzera, dove e’ presente una vasta catena di acceleratori tra cui
LHC e l’SPS sui quali si concentrano gli esperimenti oggetto di questa scheda
- Il PSI presso Zurigo, Svizzera, dove e’ presente un fascio molto intensodi muoni a bassa
energia
- Il Fermilab presso Chicago, USA, dove e’ stato per molti anni attivo il Tevatron ed e’ ora
in preparazione una linea di muoni ad alta intensita’.
- La SLAC a Stanford, USA, dove e’ stato per molti anni attiva PEP-II una macchina per la
collisione asimmetrica di elettroni e positroni a circa 10 GeV
- Il KEK presso Tsukuba, Giappone, dove e’ in fase di potenziamento una macchina
asimmetrica per la collisione di elettroni e positroni a circa 10 GeV
- L’IHEP presso Pechino, Cina, dove e’ attiva una macchina per la collisione di elettroni e
positroni circa 3 GeV
f.
Personale Impiegato (FTE*)
Tipo di personale
a.
Personale di ruolo
b.
Anno I
Tecnici
52
Tecnologi/ricercatori
279
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale non di ruolo
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Altri Incarichi di Ricerca
275
Assegnisti
80
Borsisti
35
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
104
! 12
d.
Personale precedentemente
citato proveniente dalle
Università
494
* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno
a questa attività di ricerca
g.
Fonti di finanziamento
AIDA:
Progetto UE FP7 per Infrastrutture di Ricerca coordinato da Chiara Meroni (INFN e universita’ di
Milano) coinvolge 14 sezioni INFN. Il progetto supporta infrastrutture per lo sviluppo e la costruzione
di molte tipologie distinte di nuovi rivelatori.
Budget totale 709 k! per partecipanti INFN
Hadron Physics 3:
Progetto UE FP7 per Infrastrutture di Ricerca coordinato da Carlo Guaraldo (Laboratori Nazionali
di Frascati) coinvolge 13 sezioni INFN. Il progetto supporta diverse attivita’ di fisica adronica e tre dei
suoi “work packages” sono d’interesse della CSN1:
- WP5 (MesonNet) coordinato da Simona Giovannella (INFN – Laboratori Nazionali di
Frascati) – 6 sezioni INFN coinvolte
- WP18 (photodetectors) coordinato da Silvia Dalla Torre (INFN e universita’ di Trieste) –
3 sezioni INFN coinvolte
- WP24(GEM trackers) coordinato da Giovanni Bencivenni (INFN – Laboratori Nazionali di
Frascati) – Coinvolge i Laboratori Nazionali di Frascati
Crysbeam:
Progetto UE, ERC Consolidator grant, coordinato da Gianluca Cavoto (INFN e universita’ di
Roma1). Il progetto supporta l’attivita’ per affrontare il problema della estrazione di fasci da LHC con
la tecnica innovativa del “channeling” in cristalli piegati.
H-TEAM:
Progetto PRIN del MIUR coordinato da Guido Tonelli (INFN e universita’ di Pisa) su “Trigger,
elettronica avanzata e metodi innovativi per misure di precisione nel settore dell'Higgs ad LHC”.
H-TEAM coinvolge 5 sezioni INFN.
STOA_LHC:
Progetto PRIN del MIUR coordinato da Laura Perini (INFN e universita’ di Milano) su “Sviluppo di
tecnologie per l'ottimizzazione dell'accesso ai dati di LHC”.
STOA_LHC coinvolge 14 sezioni INFN.
KLEVER:
Progetto PRIN del MIUR coordinato da Enrico Iacopini (INFN e Universita’di Firenze) su “Sviluppo
di rivelatori dialtissima efficienza ed eccellente risoluzione temporale”.
KLEVER coinvolge 8 sezioni INFN.
GAP:
Progetto FIRB del MIUR coordinato da Gianluca Lamanna su “sviluppo di sistemi innovativi per
effettuare calcoli complessi e riconoscimento di “patterns” in tempo reale usando processori grafici
(GPU) commerciali”.
GAP coinvolge 3 sezioni INFN.
! 13
ReCaS:
Progetto PON settore Ricerca e Competitivita’ coordinato da Leonardo Merola (INFN e universita’
di Napoli) per la realizzazione di una “Rete di calcolo per SuperB ed altre applicazioni”.
ReCaS coinvolge 4 sezioni INFN .
Budget totale 6300 k! per partecipanti INFN.
h.
Costo complessivo del progetto
Finanziamenti a carico FOE (in k!)
Voce di spesa
Annualità I
investimenti
5700
investimenti fase 2
esperimenti LHC
consumi di ricerca
10000
missioni
8000
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
6100
Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni)
Voce di spesa
Annualità I (2014)
investimenti
1540
consumi
760
missioni
100
spese di personale
741
Annualità II (2015)
Annualità III (2016)
Annualità “n”
! 14
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Fisica astro particellare
Excellent Science
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Lo studio della fisica astro particellare fa parte degli ambiti di ricerca istituzionale dell’ INFN in quanto
questo tipo di ricerche affrontano in modo complementare le questioni legate alle componenti e alle
forze fondamentali dell’Universo rispetto agli studi svolti presso gli acceleratori di particelle. In
particolare la missione della CSN2 copre temi come la comprensione delle proprietà dei neutrini, la
rivelazione diretta delle onde gravitazionali, l’identificazione dei costituenti della materia oscura,la
spiegazione dell’assenza dell’antimateria nell’Universo, lo studio della composizione e dello spettro
della radiazione cosmica . La fisica astro particellare condivide quindi gli stessi obbiettivi della fisica
fondamentale con tecniche sperimentali usando strumenti ed infrastrutture diverse da quelle che
vengono utilizzate al CERN o presso altri laboratori di fisica delle alte energie (HEP). Infatti le
ricerche della CNS2 si svolgono spesso in particolari ambienti, naturali (es. spazio, profondità del
mare) o artificiali (es. laboratori sotterranei), in modo da ottimizzare il rapporto tra segnale e fondo
nello studio di fenomeni estremamente deboli basati sull’ utilizzo dei vari tipi di radiazione cosmica o
su fasci di neutrini.
b.
Le attività della CSN2 sono divise in 6 linee scientifiche: fisica del neutrino, ricerca di fenomeni rari,
radiazione cosmica in superficie e sotto il mare, radiazione cosmica nello spazio, onde gravitazionali,
fisica generale.
Le ricerche della CSN2 vengono effettuate nel contesto di collaborazioni internazionali in cui l’Italia
spesso ha ruoli di primaria importanza.
• La fisica del neutrino si svolge principalmente presso Laboratori Nazionali del Gran Sasso
(LNGS). Questo settore comprende esperimenti con sorgenti naturali come i neutrini solari (es
BOREXINO), galattici (LVD), o con fasci di neutrini artificiali (OPERA (fascio CNGS, terminato),
ICARUS-T600 (fascio CNGS, terminato, ricerca e sviluppo presso il CERN e realizzazione del fascio
a lunga base a Fermilab), T2K (neutrini da acceleratore, Giappone), Juno (neutrini da reattore,
Cina)). L’obbiettivo scientifico primario è lo studio delle proprietà dei neutrini, particelle che nel
Modello Standard rappresentano la controparte neutra dei leptoni carichi, e che a causa della
debolezza della loro interazione con le altre particelle risultano molto meno conosciuti delle altre
particelle elementari.
• Lo studio dei processi rari si svolge anch’esso principalmente ai LNGS. Questo settore
comprende gli esperimenti per la ricerca diretta di materia oscura (DAMA, XENON, DARK-SIDE),
per la ricerca del doppio decadimento beta senza neutrini (CUORE, GERDA) e per la ricerca di
neutrini provenienti da collassi gravitazionali stellari (LVD).
• Alcuni oggetti astrofisici sono in grado di accelerare particelle cariche fino a raggiungere energie
milioni di volte più alte che agli acceleratori di particelle: a cento anni dalla scoperta dei raggi
cosmici, non è ancora stato chiarito il meccanismo che riesce ad accelerarli ad energie così alte. Lo
! 15
studio dei raggi cosmici a terra si svolge con esperimenti ad alta quota o sottomarini. Questo settore
comprende esperimenti sui raggi gamma (MAGIC, CTA), sui raggi cosmici di altissima energia
(AUGER) ed il nuovo settore dell’astronomia neutrinica (ANTARES, KM3), che permetterebbe di
esplorare il cielo con un nuovo messaggero, il neutrino.
• L’atmosfera terrestre rappresenta un ostacolo importante per le misure di precisione sui raggi
cosmici, per cui è necessario andare nello spazio per effettuare queste misure. Lo studio della
radiazione cosmica con esperimenti nello spazio comprende l’ astronomia con i raggi gamma di alta
energia (Fermi, DAMPE, Gamma-400) la ricerca di antimateria primordiale e lo studio della
composizione dei raggi cosmici (PAMELA, AMS02, HERD). Gli esperimenti spaziali sono realizzati
in stretta collaborazione l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI).
• La ricerca diretta delle onde gravitazionali è svolta utilizzando esperimenti a barre criogeniche
(AURIGA, ROG), oppure i moderni rivelatori interferometrici a terra (Advanced VIRGO) e nello
spazio LISA-Path Finder. L’obbiettivo di questi esperimenti è identificare in modo non ambiguo il
segnale gravitazionale e di dare inizio ad una nuova astronomia basata sui gravitoni invece che sui
fotoni, aprendo finestre osservative sull’ universo assolutamente straordinarie.
• Per quanto riguarda lo studio della fisica fondamentale questo settore comprende esperimenti di
precisione sulla gravità, sui condensati di Bose Einstein e sulle proprietà del vuoto quantistico. Si
tratta di esperimenti di nuova concezione che spingono al limite la verifica delle proprietà
fondamentali della materia e della gravità.
Recenti risultati in fisica astroparticellare ottenuti dall’ INFN nel contesto di collaborazioni
internazionali.
Fisica del neutrino: osservazione dei neutrini prodotti all’interno del nostro pianeta (geoneutrini)
(LNGS-BOREX); osservazione del terzo evento di oscillazione di neutrino mu in neutrino tau (LNGSOPERA); nuovo limite sull’esistenza di neutrini sterili (LNGS-ICARUS); misura dell’ angolo di mixing
Theta13 (Giappone-T2K).
Fisica dei processi rari: nuovo limite sull’osservazione del decadimento doppio-beta senza
neutrino (LNGS-GERDA); nuovo limite sull’osservazione diretta di material oscura (LNGS-XENON).
Fisica dei Raggi Cosmici da terra: osservazione anisotropie nel flusso dei raggi cosmici carichi
(Cina-ARGO); osservazione emissione gamma di alta energia dalla pulsar Crab (Spagna-Magic).
Fisica dei Raggi Cosmici dallo spazio: misura di precisone dell’eccesso di positroni nei raggi
cosmici (ISS-AMS); misura della variabilità dell’emissione gamma proveniente dalla Crab (Fermi).
Fisica Fondamentale: MAGIA, misura di precisione della costante gravitazionale utilizzando atomi
ultrafreddi; HUMOR: miglioramento del test della validità del principio di indeterminazione alla scala
della massa di Planck
c.
Quasi tutti gli esperimenti della CSN2 sono articolati in collaborazioni internazionali.
Esperimento
Scienziati
Esperimento
Scienziati
Italia
totali
%
AMS2
45
173
26
#
Nazioni
9
Italia
totali
ANTARES
30
150
20
ARGO-YBJ
45
95
AUGER
56
BOREX
40
%
MAGIC
30
150
8
MARE-RD
29
39
47,3
2
MICRA
17
17
100
420
13,3
19
MIR
11
11
100
88
45,4
7
NEMO
96
97
99
20
#
Nazioni
9
4
1
2
! 16
DarkSide
30
102
29,4
5
OPERA
53
160
35,3
13
CUORE
74
119
62,2
7
PVLAS
9
9
100
1
DAMA
13
30
43,3
7
ROG
12
12
100
1
FERMI
60
200
30
6
T2K
12
511
2,3
12
GERDA
JEM-EUSORD
20
95
21,1
7
VIRGO
93
181
51,4
5
47
260
18,1
13
42
67
62,7
4
LISA-PF
15
100
15
9
11
85
12,9
10
LVD
21
32
65,6
5
WIZARD
XENON-RD
d.
Gli esperimenti della CSN2 coinvolgono tutte le Sezioni ed i Laboratori Nazionali dell’ INFN e le
relative Università : Torino, Milano, Milano Bicocca, Pavia, Genova, Padova, Trento, Ferrara,
Bologna, Pisa, Firenze, Perugia, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Perugia, Aquila,
Napoli, Salerno, Catania, Cosenza, Bari, Lecce, Cagliari.
di
e. fi Infrastrutture di ricerca
Infrastrutture di ricerca appartenenti all’ INFN sul territorio nazionale:
Laboratori Nazionali del Gran Sasso: Esperimenti sotterranei in condizioni di bassissima
radioattività : Fisica del neutrino. Fisica
dei processi rari. Fisica fondamentale.
Laboratori Nazionali del Sud: Esperimenti sottomarini per lo studio dell’ Astrofisica a base di
neutrini.
Laboratori Nazionali di Frascati: Antenna gravitazionale criogenica ROG
Laboratori Nazionali di Legnaro : Antenna gravitazionale criogenica AURIGA
Laboratorio EGO: Interferometro laser gravitazionale Advanced Virgo
Infrastrutture di ricerca a cui l’ INFN contribuisce a livello internazionale:
Laboratorio AUGER in Argentina, dedicato alla Fisica dei Raggi Cosmici da terra
Satellite Fermi operato in collaborazione con la NASA
Esperimento AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale operato in collaborazione con la NASA
Esperimento Pamela sul satellite Resource-K operato in collaborazione con Roscosmos
f.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
41
223
Amministrativi
Tecnici
c.
40
Altro Personale
196
Assegnisti
64
Borsisti
28
! 17
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
83
Personale precedentemente citato
proveniente dalle Università
372
* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa
attività di ricerca.
g.
FOE INFN: 12000 k!/anno per la continuazione delle varie attività sperimentali
FOE INFN: 10000 k!/anno per la realizzazione del progetto CTA e lo sviluppo del progetto
ICARUS al CERN e a Fermilab
Fondi Premiali MIUR (~ 2000 k!/anno)
Fondi Progetti Europei (~ 2500 k!/anno)
Fondi regionali (~ 7500 k!/year nel periodo 2012-14)
Fondi ASI (~ 1000 k!/year)
h.
Finanziamenti a carico FOE
Voce di spesa
1
Missioni per attività di
ricerca
2
Consumo attività di
ricerca
3
Investimenti
4
CTA + neutrino
Annualità I
4.500 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
3.623 k!
3477 k!
10000 k!
! 18
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Fisica Nucleare
Excellent Science
Data Inizio:
Data Fine:
a.
L’obiettivo scientifico della Fisica Nucleare moderna è quello d’indagare l’origine, l’evoluzione, la
struttura dei nuclei e dei loro costituenti (detti adroni) e le diverse fasi della materia nucleare. Questa
missione rappresenta una sfida molto impegnativa e richiede la risposta a una serie di domande
chiave relative alla genesi dell’Universo e alla nucleosintesi primordiale nonché alla comprensione
del meccanismo di formazione degli elementi dalle esplosioni stellari.
Il tema unificante è quello di comprendere come oggetti complessi a molti corpi possano essere
ricondotti a ingredienti semplici come i loro costituenti, le loro interazioni, le proprietà di simmetria e
le leggi di conservazione.
b.
Seguendo la classificazione del NuPECC, la sperimentazione in fisica nucleare dell’INFN è
organizzata in 4 linee:
• struttura e dinamica degli adroni (protoni, neutroni e le particelle soggette alla forza nucleare forte,
alla base della formazione dei nuclei);
• transizioni di fase della materia adronica;
• struttura e reazioni nucleari;
• astrofisica nucleare e ricerca interdisciplinare.
Per conseguire gli obiettivi proposti, la CSN3 finanzia la realizzazione di strumentazione scientifica
anche in collaborazione con altre Funding Agencies internazionali. Nel triennio 2014-16 le principali
aree di intervento previste sono la partecipazione alla realizzazione della strumentazione per il
programma scientifico di JLAB@12 GeV, buona parte dell’upgrade del rivelatore ALICE al CERN, il
proseguimento della costruzione del rivelatore AGATA per gli studi di spettroscopia nucleare,
l’allestimento delle sale sperimentali di SPES presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e la
realizzazione di una facility presso i Laboratori Nazionale del Gran Sasso per la misura di processi
nucleari legati alla nucleosintesi stellare (LUNA-MV). E’ in fase di valutazione la partecipazione al
programma sperimentale di PANDA presso il laboratorio FAIR.
Viene inoltre garantita la manutenzione della strumentazione esistente, le spese di viaggio per
partecipare alla presa dati presso i vari laboratori internazionali e la presentazione ai congressi dei
risultati scientifici conseguiti.
Le singole attività possono essere riassunte come segue:
AEGIS – studio delle proprietà dell’antimateria – è previsto il completamento dell’apparato
sperimentale e l’inizio della produzione di atomi di anti-idrogeno
ALICE – studio della transizione di fase dalla materia adronica al plasma di quark e gluoni – è in
corso la manutenzione in vista della prossima presa dati nel 2015, contemporaneamente è iniziato
l’upgrade del rivelatore
ASACUSA – studio dei processi fisici di antiprotoni e materia a bassissime energie – è in corso il
programma di presa dati
ASFIN2 - Misure di sezioni d'urto ad energie di interesse astrofisico attraverso l'impiego di metodi
indiretti o con fasci radioattivi – è in corso il programma di presa ed analisi dati
DREAMS – Studio delle proprietà della interazione nucleo-nucleo ERNA2 – Misura di processi nucleari di interesse astrofisico – previste le misure dei processi 7Be+p,
14N+alpha, 15N+alpha, 12C+12C
EXOCHIM – Studio dei gradi di libertà di isospin - è in corso il programma di presa ed analisi ati e la
! 19
realizzazione dei nuovi rivelatori FARCOS per ioni
EXOTIC – Studio delle proprietà di nuclei esotici - è in corso il programma di presa ed analisi dati
FAMU – Studio delle proprietà dell’idrogeno muonico – sono in corso i test di fattibilità
GAMMA – Spettroscopia nucleare - è in corso il programma di presa ed analisi dati, continua la
realizzazione del nuovo spettrometro AGATA
JLAB12 – Studio delle proprietà degli adroni con sonde elettromagnetiche – è in corso l’allestimento
della strumentazione per il nuovo programma sperimentale
KAONNIS – Studio delle proprietà dei nuclei kaonici - è in corso il programma di presa ed analisi dati
LNS-STREAM – Studio delle proprietà collettive dei nuclei - è in corso il programma di presa ed
analisi dati
LUNA3 - Reazioni fondamentali della nucleosintesi primordiale e del ciclo di fusione dell'idrogeno – è
in fase di realizzazione il nuovo acceleratore che verrà installato presso i Laboratori Nazionale del
Gran Sasso
MAMBO - Fotoproduzione di mesoni pseudoscalari e vettoriali nuclei - è in corso il programma di
presa ed analisi dati
N-TOF - Reazioni indotte da neutroni di interesse per l'Astrofisica e per applicazione ai sistemi
nucleari avanzati per la produzione di energia e per incenerimento delle scorie radioattive nuclei - è
in corso il programma di presa ed analisi dati
NUCL-EX – Studio delle transizioni di fase in materia nucleare – è in corso la realizzazioni dei nuovi
rivelatori a stato solido per ioni FAZIA
PANDA – Studio della dinamica dell’interazione protone-antiprotone - in fase di valutazione la
partecipazione al programma sperimentale
PAX – Studio della dipendenza dallo spin dell’interazione protone-antiprotone – è previsto il
completamento dell’apparato sperimentale
PRISMA-FIDES - Dinamica delle reazioni tra ioni pesanti vicino alla barriera Coulombiana - è in
corso il programma di presa ed analisi dati
ULYSSES – Spettroscopia degli ipernuclei - è in corso il programma di presa ed analisi dati
VIP – Studio proprietà della materia mediante spettroscopia X - è in corso il programma di presa ed
analisi dati
Ricerca e sviluppo di tecniche innovative che sono anche successivamente utilizzate per la ricerca di
tipo applicativo.
Alcuni esempi :
Studio di processi nucleari necessari per la progettazione di reattori nucleari e impianti di
bruciamento delle scorie radioattive
Studio di processi nucleari volta alla produzione di radiofarmaci
Studio di processi nucleari volta allo sviluppo di macchine per adroterapia
Sviluppo di rivelatori con nuovi materiali per la radiazione gamma e per neutroni.
Sviluppi dedicati alla microelettronica ( CMOS chips, nuovi sistemi a pixel)
Sviluppi di rivelatori di HpGe di tipo incapsulato
Sviluppi di spettrometri magnetici e rivelatori di piano focale.
Sviluppi per rivelatori di fotoni (per rivelatori Cherenkov)
Rivelatori per particelle cariche (da protoni a ioni pesanti) al Silicio (radiation hard) con aree attive
molto grandi (> 100m2) e
corrispondente elettronica di lettura.
Elettronica e acquisizione dati per acquisizione dati ad alto tasso di conteggio
Collegamenti ottici analog/digital per lettura e sviluppi per fibre ottiche flessibili
Nuovi sistemi di trigger veloci, sistemi di lettura e trasmissione per maneggiare grandi flussi di dati
Sviluppi della tecnologia GRID per il calcolo diffuso a livello globale
c.
Tutti gli esperimenti sono condotti in collaborazione internazionale. Nel loro complesso gli
esperimenti di CSN3 hanno collaborazioni con oltre 50 paesi. La più grossa collaborazione
internazionale è ALICE al CERN.
Per ALICE la partecipazione INFN è di circa il 20%
Per AGATA la partecipazione INFN è di circa il 20%
Per JLAB la partecipazione INFN è di circa 10%
! 20
Anche le attività ai laboratori nazionali sono condotte in collaborazione internazionale.
Gli articoli pubblicati sui lavori finanziati dalla CSN3 sono di tipo internazionale.
d.
Esistono accordi di collaborazione con tutte le Università italiane, in particolare i Dipartimenti di
Fisica ed i Politecnici. Ruoli di responsabilità (presidente di commissione, coordinatore, responsabile
nazionale) sono tenuti da ricercatori delle seguenti Università: Brescia, Catania, Ferrara, Genova,
Milano, Napoli, Padova
di
L’attività di ricerca viene svolta prevalentemente presso i quattro laboratori nazionali dell’INFN
(Frascati, Gran Sasso, Legnaro e Sud) presso il CERN, i laboratori tedeschi di GSI, Mainz, Bonn,
quelli francesi di GANIL e quello americano del Jefferson Lab. Si hanno inoltre collaborazioni con
RIKEN e J-PARC (Giappone), Texas A&M cyclotron (USA), TRIUMF (Canada), CIAE Beijing
(China), Atomki -Debrecen (Hungary), CRC Louvain la Neuve (B).
f.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
b.
c.
Tecnici
19
145
Amministrativi
0
Tecnici
0
0
Altro Personale
d.
167
Assegnisti
58
Borsisti
28
Co.Co.Co
0
Comandi in Entrata
0
Dottorandi
73
326
attività di ricerca
! 21
g.
ALICE – Finanziamento Regione Sardegna per studio sensori a pixel monolitici, Finanziamento MAE
“India-Italy cooperation on e-Infrastructure support for High Energy Physics applications”,
Finanziamento PON “RECAS”, MIUR PRIN “STOA-LHC”, HP3 (UE FP7)
ASFIN2 – MIUR FIRB, MIUR Premiale “Astrofisica Nucleare”
EXOTIC – MIUR FIRB
GAMMA – MIUR FIRB, MIUR PRIN, progetti europei NUPNET, GANAS, NEDENSAA, ENSAR (UE
FP7), EGAN, INDESYS
JLAB12 – MIUR Premiale “CLASMED”, HP3 (UE FP7)
LNS-STREAM – MIUR PRIN
LUNA - MIUR Premiali “LUNA-MV”
N-TOF – CHANDA (UE FP7)
h.
Voce di spesa
Investimenti
Annualità I
2569 k!
Consumi di ricerca
3431 k!
Missioni
3200 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
Voce di spesa
Investimenti
Annualità I
4231 k!
Consumi
700 k!
Missioni
44 k!
Spese di personale
500 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 22
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Dipartimento
X
Fisica Teorica
Data Inizio:
HORIZON 2020
Excellent Science
Data Fine:
a.
La CSN4 coordina le ricerche in fisica teorica, che sviluppano ipotesi, modelli e teorie fisiche per
spiegare i risultati sperimentali già acquisiti e aprire nuovi scenari per la fisica del futuro. Gli
argomenti più significativi su cui sono impegnati i fisici teorici della CSN4 riguardano le indagini
sull'origine della massa delle particelle elementari, la natura e le proprietà della cosiddetta materia
oscura, la spiegazione dell’asimmetria esistente fra materia e antimateria nell’Universo, l’unificazione
a livello quantistico di tutte le interazioni fondamentali, inclusa la gravità, mediante teorie di stringhe.
Altre ricerche riguardano lo studio della natura e della struttura intrinseca dello spazio-tempo, la fisica
del nucleo e delle particelle che lo costituiscono, inclusi i processi all’epoca del Big-Bang e la
successiva evoluzione dell’Universo. Tali studi teorici si avvalgono, da un lato dei risultati
sperimentali prodotti dagli acceleratori di particelle e dagli esperimenti di fisica astroparticellare, e
dall'altro di metodi matematici e tecniche formali e numeriche.
b.
L'attività coordinata dalla CSN4 è organizzata in sei settori (detti Linee Scientifiche) che coprono i
campi più importanti della ricerca in fisica teorica, e cioè:
1. Stringhe e teoria dei campi:
superstringhe, supergravità, teorie supersimmetriche; dimensioni extra; gravità quantistica e
cosmologia; dinamica non-perturbativa nelle teorie di gauge; QCD a grandi distanze,
applicazioni alla meccanica statistica; fenomeni critici e gruppo di rinormalizzazione.
2. Fenomenologia delle particelle elementari:
fisica del neutrino, fisica dei sapori, fisica oltre il modello standard, materia oscura, QCD,
fisica adronica, rottura della simmetria elettrodebole e della supersimmetria.
3. Fisica nucleare e adronica:
fisica degli ioni pesanti, materia adronica e modelli di QCD, struttura e reazioni nucleari, studi
numerici delle fasi di QCD, plasma di quark e gluoni, fenomeni di trasporto, distribuzioni
partoniche generalizzate.
4. Metodi matematici:
relatività generale e fisica gravitazionale, geometria non-commutativa e gruppi quantici,
struttura algebrica in teorie di campo, stabilità dinamica classica e quantistica, entanglement
e chaos, geometria di sistemi dinamici e sistemi integrabili.
5. Fisica astroparticellare e cosmologia:
fisica delle stelle di neutroni, supernovae, sorgenti di radiazione astrofisiche, neutrini in fisica,
astrofisica e cosmologia, sorgenti di onde gravitazionali, buchi neri, modelli inflazionari,
materia oscura ed energia oscura, teorie di gravità.
6. Meccanica statistica e teoria dei campi applicata:
metodi non perturbativi della teoria quantistica dei campi applicati a sistemi statistici, sistemi
di elettroni fortemente correlati, nanostrutture, meccanica statistica di non-equilibrio, biofisica
quantitativa, protein folding, regolazione genica, turbolenza, sistemi disordinati, vetri di spin,
reti neurali.
Le attività nel prossimo triennio saranno organizzate in 39 progetti di ricerca (denominati (Iniziative
Specifiche), che aggregano ricercatori di diverse sezioni per conseguire comuni finalità scientifiche. I
settori di maggior investimento sono: stringhe e teoria dei campi (circa il 30%), fenomenologia delle
particelle (circa il 18%) e fisica astroparticellare e cosmologia (circa il 19%).
! 23
Queste attività si sviluppano in stretta connessione sia con il mondo accademico sia con altri enti di
ricerca in Italia e all'estero.
Area di
ricerca
Iniziativa
FLAG
FTECP
GAST
GSS
Teoria
dei
campi
NPQCD
QCDLAT
QGSKY
QU_ASAP
SFT
STEFI
AAE
Theoretical study of gravitational interactions, of
cosmological models and black holes.
Nonperturbative aspects of the fundamental
interactions, and of entanglement in quantum
systems.
AdS/CFT correspondence, integrability, D-branes,
solitons, instantons and confinement in gauge
theories
String Theory, Supergravity; Perturbative and nonperturbative properties of Gauge Theories.
Investigation of strong interactions at large
distances, confinement/deconfinement transition,
Lattice QCD and QCD vacuum structure
QCD, lattice gauge theories, quark-gluon plasma
and renormalization in the Standard Model and
beyond.
Study of gravitation and the physics of the Universe
within the framework of field theory; quantum
cosmology and general relativity
Application of the characteristic methods of QFT to
the basic problems of particle physics; QCD at finite
temperature and renormalization group
Quantum Field Theory and Statistical Physics in low
dimensions; conformal field theories, topological
field theories and quantum entanglement
String Theory and its ramifications with
applications to Particle Physics, Cosmology
and Statistical Mechanics.
High energy physics, Dark Matter searches at
colliders and in astrophysics, neutrino physics
and cosmology; Standard Model and beyond
Strutture
partecipanti
4
5
6
7
4
4
5
2
6
7
3
HEPCUBE
Study of the phenomenological manifestations of
Fundamental Interactions in particle physics and
astrophysical experiments
2
LQCD123
A first principle approach to phenomenology with
Lattice QCD; flavor physics and isospin breaking
3
Phenomenology of fundamental interactions, both
within and beyond the Standard Model, with
attention to processes of interest to the LHC exps.
2
PHENOLNF
Fenomenologia
PPPP
QFT_HEP
QFATCOLL.
QNP
WSIP
FBS
MANYBODY
Fisica
Nucleare e
adronica
Argomento
NINPHA
SIM
STRENGTH
Development of advanced Quantum Field Theory
techniques and their applications to precision
studies at high-energy colliders.
Study of heavy flavor phenomenology, physics
beyond the standard model and theories in higher
dimensions.
Application of modern QFT techniques to particle
physics phenomenology at the energy and intensity
frontier
Physics beyond the Standard Model; Electroweak
symmetry breaking and flavour physics
Study of various aspects of the phenomenology of
the Standard Model and some of its possible
extensions.
Investigation of the structure and dynamics of fewnucleon systems.
Developing microscopic theories of quantum manyparticle systems and their applications in various
contexts
Understanding the 3-dimensional distribution of
quarks and gluons inside the nucleon, and more
generally inside hadrons and their resonances
To study both theoretically and phenomenologically
the strongly interacting matter at very high
temperature and density.
Nuclear structure, nuclear dynamics, radioactive ion
beams, many body methods, study of exotic nuclei
1
3
5
3
3
4
8
9
5
6
! 24
Understanding of the laws governing microscopic
quantum phenomena and their impact on the
mesoscopic and macroscopic world.
Investigation of the transport properties and of the
DYNSYSMATH nonequilibrium features in physically relevant
models, including chaos and complex systems
Non-commutative
geometry,
algebraic
and
GEOSYM_QFT topological quantum field theories deformed
symmetries and geometry
Study of the singularities in hydrodynamical
systems, classical and quantum dynamical systems
MMNLP
and non-linear physics problems
Investigation of typical quantum mechanical effects
and
phenomena;
entanglement,
quantum
QUANTUM
complexity and fluctuations
Inflation, Dark Matter and the Large-Scale Structure
INDARK
of the Universe.
Theoretical description of various features of
nuclear (hadronic) matter and the observable
NUMAT
properties of compact stellar objects (neutron stars)
Study of quantum-gravity phenomenology, spaceQUAGRAP
time non-commutativity and analogue models of
gravity
To undertake a vast research program at the
TASP
crossroad of particle physics, astrophysics and
cosmology.
Study of physical processes which are at the basis
TEONGRAV
of the gravitational wave emission by astrophysical
sources.
Study of problems and systems of Biological
interest with tools and ideas typical of theoretical
BIOPHYS
physics.
BELL
Metodi
matematici
Fisica
Astroparticellare
Fisica
statistica
e
teoria
di campo
applicata
5
5
5
3
5
8
4
4
13
5
10
DISCOSYNP
Performing new efficient numerical simulation of
spin glasses with continuous variables.
1
FIELDTURB
Problem of Particles and Fields transported by and
reacting with turbulent flows and complex multicomponent/multi-phase fluids.
6
PIECES
Investigations in statistical mechanics, dynamical
systems
and
stochastic
processes,
with
applications in physics, biology, cognitive sciences,
sociology and economics.
6
SEMS
Use of field theory to analyze spectroscopies,
electron correlations and various properties of lowdimensional systems in condensed matter physics.
2
c.
Gran parte delle attività della CSN4 si svolgono nell’ambito di collaborazioni con istituzioni
internazionali (ad esempio CERN, Desy, ICTP, ECT*, JNR-Dubna) e numerose Università e centri di
ricerca stranieri.
d.
Tutte le attività della CSN4 si svolgono in stretta collaborazione con le Università presso le quali
sono situate le Sezioni e i Gruppi collegati dell’ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
di
Sezioni e Laboratori Nazionali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.
Zefiro (theocluster, cluster di PC per il calcolo di fisica teorica) presso la sezione di Pisa.
CINECA (Calcolo teorico)
f.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
! 25
b.
109
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Incarichi di Ricerca o di associazione
482
Assegnisti
71
Borsisti
36
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
197
457
attività di ricerca
g.
Le attività della CSN4 sono finanziate interamente dal FOE. Alcune Iniziative Specifiche della CSN4
sono collegate anche a programmi finanziati dal MIUR (tra cui PRIN-SIMANI) e programmi UE (tra
cui INVISIBLES, LHCPHENONET, NPFLAVOUR, SUPERFIELDS, TOPPHYSICS, By-NANOERA,
QICFT).
h.
Voce di spesa
Missioni
Annualità I
1450 K!
Attrezzature
600 K!
Seminari/Collaborazioni
Scientifiche
Altro (pubblicazioni,
consumo, ")
600 K!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
100 K!
! 26
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Specificare l’Area di
Intervento:
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Calcolo scientifico
Excellent science
Data Inizio:
Data Fine:
a. Finalità e Obiettivi
Gestione e sviluppo dell’infrastruttura di supporto al calcolo scientifico distribuito, in particolare
della infrastruttura di Grid nazionale inserita nella Grid Europea EGI, e dei servizi di Cloud
Computing, per soddisfare le esigenze degli esperimenti a cui l’INFN partecipa, in particolare a
quelli al LHC.
Supporto ed evoluzione dei servizi informatici di base, dei servizi nazionali (autenticazione, portale,
mail, documentale, disaster recovery e business continuity) e support al Sistema Informativo.
b. Contenuto Tecnico Scientifico
Ricerca tecnologica nel settore del calcolo scientifico con particolare riguardo al calcolo distribuito
ad elevato throughput (HTC) e al calcolo ad alte prestazioni (HPC).
Applicazione del paradigma della e-Science, grazie alla disponibilità dell’infrastruttura di calcolo,
per altre comunità di utenti.
Al fine di progettare l'evoluzione da tecnologie di Grid Computing verso il Cloud computing e con lo
scopo di facilitare l'accesso e l'utilizzo efficiente di risorse di calcolo e storage per le attività
scientifiche dell'Ente, la Commissione Calcolo e Reti dell'INFN ha definito una linea di ricerca e
sperimentazione sul Cloud. In tale ambito vengono studiate, in collaborazione con gli utenti finali
dell'INFN (gruppi sperimentali e teorici), con altri Enti accademici e di ricerca e con progetti
nazionali ed internazionali a cui l'INFN partecipa, soluzioni tecnologiche per la crezione di una
architettura distribuita e federata di calcolo e storage. Questa attività ha lo scopo di consentire da
una parte di capitalizzare l'esperienza decennale acquisita dall'INFN nel campo del Grid computing
e dall'altra di rendere possibile una fruizione efficiente ed innovativa delle moderne risorse di
calcolo a disposizione della comunità scientifica nazionale ed internazionale.
c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali
Partecipazione a progetti cofinanziati dalla CE in ambito “Excellent Science” a supporto delle eInfrastructures europee, per la condivisione efficiente delle risorse di calcolo scientifico a livello
mondiale.Supporto ai progetti ESFRI.
Preparazione di proposte progettuali per le future call di Horizon 2020.
Sviluppo, in collaborazione con le imprese, di progetti di ricerca industriale nel campo delle
infrastrutture Cloud open per la PA.
d. Eventuali collaborazioni con le Università
Collaborazioni sul calcolo scientifico in tutte le Università in cui l’INFN è presente.
Nel progetto EGI_InSPIRE collaborazione con 50 istituzioni di ricerca europee, in rappresentanza
delle loro e-Infrastructures.
di e.
Infra Infrastruttura di Grid nazionale inserita nella Grid Europea EGI, e servizi di Cloud Computing.
firo Zefiro (theocluster, cluster di PC per il calcolo di fisica teorica) presso la sezione di Pisa.
CINECA (Calcolo teorico)
! 27
f.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
60
Amministrativi
Tecnici
c.
20
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
Università
g. Fonti di finanziamento
Recas: approvato dal MIUR nel 2011 con un budget di 13700 kEuro, sta realizzando nelle regioni
di convergenza un’infrastruttura di calcolo distribuito attraverso una collaborazione fra INFN,
Università di Napoli Federico II e Università di Bari. I quattro centri di calcolo saranno dedicati
primariamente alle necessità di calcolo degli esperimenti LHC, ma verranno impiegate anche per
una serie di ricerche nel campo della Fisica, della Medicina, delle Biotecnologie, dell'Ambiente,
ricerche che sono già in corso o avviate in tutte le strutture partecipanti, INFN ed Atenei.
Prisma: (Ricerca e competività 2007-2013; Smart Cities) ha come obiettivo lo sviluppo di una
piattaforma innovativa aperta e interoperabile di Cloud computing per i servizi di e-Government, su
cui produrre modelli e implementazioni di riferimento innovative nell’ambito dei processi che
coinvolgono la dimensione urbana e metropolitana della Pubblica Amministrazione Locale, e la
realizzazione di un insieme di applicazioni verticali scalabili e accessibili secondo modelli “self
service”. Il progetto, finanziato con un budget di circa 2200 k! per l’INFN, su un totale di 27500 k!
complessivi, è ormai nel pieno delle sue attività: la infrastruttura IaaS Open basata su componenti
open esistenti è da tempo operante sul testbed realizzato e gestito dall’INFN e si sta ora
affrontando la realizzazione di una piattaforma PaaS Open che ha l’ambizione non solo di fornire
gli strumenti per lo sviluppo delle applicazione verticali previste dal progetto, ma di servire tutti quei
progetti che si poggiano su tecnologie cloud come per esempio OCP, SmartHealth2.0, OPLON,
etc.; di diventare cioè una piattaforma standard per tutte le esigenze della Pubblica
Amministrazione.
CAGLIARI 2020: (Ricerca e competività 2007-2013; Smart Cities) basato su una proposta di
utilizzo di infrastruttura Cloud il progetto ha come obiettivo primario lo sviluppo di soluzioni
innovative per la mobilità urbana (ed eventualmente metropolitana) a basso impatto ambientale, al
fine di migliorare le performance energetiche e ambientali della città.
DHCTS: lo scopo del progetto, finanziato dal MIUR per CNR, GARR, INAF, INFN, INGV è di fornire
servizi Grid e Cloud ai gruppi di ricerca dei soggetti partecipanti. In particolare si intende dotare di
! 28
una adeguata infrastruttura di calcolo i progetti ESFRI, cui molti gruppi di ricerca partecipano o si
stanno organizzando per partecipare, ed i progetti futuri legati alle call di Horizon 2020. EGIInspire: il progetto ha curato gli aspetti operativi e l’espansione della infrastruttura Grid; si sono
intensificati le iniziative di collaborazione con i progetti ESFRI per investigare e dimostrare il
possibile riuso delle componenti necessarie per soddisfare i loro requisiti.
OCP: Lo scopo principale del progetto Open City Platform (OCP), finanziato nel 2012 dal MIUR
nell’ambito del bando “Smart Cities and Communities and Social Innovation, è ricercare e
sperimentare nuovi modelli organizzativi sostenibili per innovare, con risultati scientifici e
tecnologici, l’erogazione di servizi da parte delle Pubbliche Amministrazioni Locali (PAL) a cittadini,
imprese e altre amministrazioni con una soluzione cloud computing, open, interoperabile, aderente
agli standard e utilizzabile on-demand. Il progetto ha una forte sinergia con il progetto PRISMA
poiché intende sfruttarne i principali risultati ottenuti, soprattutto per quanto riguarda le soluzioni di
tipo Infrastructure as a service (IaaS). Le principali aree applicative del progetto sono: info-mobilità
e videosorveglianza (con applicazioni per l’ottimizzazione della gestione del trasporto pubblico e dei
parcheggi), gestione del territorio, fiscalità e servizi per i cittadini (con strumenti per migliorare
l’interazione tra Pubblica Amministrazione e cittadini e per migliorare la traparenza delle
procedure), salute e qualità alimentare.
La collaborazione OCP è costituita da INFN, Università di Camerino, alcune grandi aziende e
numerose piccole e medie industrie riunite in due Associazioni Temporanee di Imprese costituite a
livello geografico nelle regioni Marche e Toscana. Inoltre nel progetto sono coinvolte varie
Pubbliche Amministrazioni con il ruolo di validatori delle soluzioni e servizi sviluppati dai partner
tecnologici del progetto, tramite alcune applicazioni pilota selezionate. Su un budget totale
(previsto) per il progetto di circa 12000 k!, la quota INFN è di 1600 k!.
SUMA: Il progetto, a supporto delle esigenze di supercalcolo (HPC) della comunità di Lattice QCD
è stato finanziato tra i premiali 2012. Il suo scopo è fornire le risorse di calcolo, sia inhouse, sia
attraverso bando competitivi per l’accesso ai Tier-0 europei dell’HPC. Nello stesso tempo il progetto
partecipa agli sviluppi tecnologici dell’HPC a livello europeo nell’ambito del consorzio pubblico
privato European Technology Platform for HPC che parteciperà ai bandi di Horizon 2020. SUMA è
stato finanziato con 1900 k!.
h.
Voce di spesa
Annualità I
Inventariabile
800 k!
Consumi, licenze e
manutenzioni
Missioni
800 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
200 k!
! 29
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Fisica Medica
descrizione
Specificare
Intervento:
X
l’Area
di
Better Society
Data Inizio:
Data Fine:
Contribuire all’applicazione della fisica nucleare e delle particelle elementari alla medicina e alla
biologia, con particolare attenzione alle tecniche di diagnostica e di cura per il cancro, al bioimaging in campo neurologico.
Ricerca e sviluppo sui seguenti temi:
- tecniche di accelerazione da utilizzare specificamente per terapia con particelle
- tecniche e dispositivi per l’imaging da applicare alla terapia con particelle.
- trattamento e analisi di immagini medicali, con particolare attenzione alla diagnostica
neurologica
- sorgenti innovative di radiazione prodotta da acceleratori da utilizzare in diagnostica e piu’ in
generale sul bioimaging
- innovazioni in dosimetria da applicare in contesti terapeutici e di radioprotezione
- trattamenti terapeutici con neutroni (BNCT)
- radiobiologia, specialmente orientata agli aspetti di terapia con radiazioni e particelle
- produzione di radiofarmaci innovativi per la medicina nucleare
- tecniche di calcolo (modellistica, simulazione, ottimizzazione) da applicare nei contesti
sopra citati
Diverse attivita’ in questo settore sono condotte nell’ambito di collaborazioni nazionali con altri
soggetti: enti di ricerca (CNR, Centro Fermi, IIT), IRCCS, diverse istituzioni mediche.
A livello internazionale esistono collaborazioni con infrastrutture e reti di ricerca a livello europeo.
Sono in conclusione gli ultimi progetti europei FP7 e si intende procedere a nuove proposte di
collaborazioni internazionali per Horizon 2020.
Le ricerche INFN in questo campo sono condotte necessariamente in collaborazione con
Universita’, in particolare per avere il necessario rapporto con i medici.
La collaborazione con le Universita’ e’ poi particolarmente rilevante nei progetti PRIN dedicati agli
sviluppi qui citati.
di e.
Molte ricerche di questo ambito vedono l’INFN impegnato nel contributo a infrastrutture di ricerca.
In particolare si fa riferimento alle infrastrutture di ricerca e cura in campo radioterapico (CNAO,
Trento in Italia), alle infrastrutture italiane ed europee di acceleratori per la produzione di radiazione
(Sincrotrone trieste, XFEL, ELI).
! 30
f.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
254
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
g.
!"#$%&'$()&*"+*,-(.&*/0!*12234*5!67*
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PRIN: INSIDE (Imaging in adroterapia) 127 kEuro
Progetti Premiali MIUR: Laramed (Radionuclidi) "
IRPT (Aspetti multipli di adroterapia) 7700 kEuro
Investimenti infrastrutturali: si prevede di cercare finanziamenti ulteriori per il completamento
e potenziamento di infrastrutture per ricerche in adroterapia presso CNAO e Trento per
un totale di 3000 kEuro
h.
Voce di spesa
1 Missioni
Annualità I
300 k!
2
Consumi
600 k!
3
Investimenti
295 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 32
5.2.2
Attività di Ricerca
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Computing: CLOUD
Better society
Data Inizio:
Data Fine:
L’evoluzione della Grid verso una soluzione legata al Cloud computing ha portato l’INFN a
presentare diverse proposte progettuali sia nella realizzazione di una e-infrastructure nazionale della
ricerca basata sul paradigma CLOUD (progetto DHTCS) sia nell’ambito del Programma Operativo
Nazionale Ricerca e Competitività 2007-2013, Smart Cities and Communities del MIUR.Al fine di
consolidare e far evolvere le attività realizzate nell’ambito IGI in un quadro di portata internazionale è
stato finanziato il progetto chiamato DHTCS-IT (Distributed High-Throughput Computing and Storage
in Italy). Il progetto intende anche riconfigurare sul panorama nazionale le attività nel campo del
calcolo distribuito e agire da “collante” tra le varie iniziative esistenti (e pianificate) per specifici ambiti
territoriali o per comunità di utilizzatori definiti, come i progetti PON, i progetti POR, i progetti Smart
Cities e Cluster Tecnologici e nel campo internazionale i progetti ESFRI. A tale progetto partecipano
enti come il GARR, CNR, INAF, INFN e INGV . DHTCS-IT è stato finanziato nel 2013 con 3500 k!
attraverso il Fondo ordinario MIUR.
L'Agenda Digitale Italiana prevede nei prossimi anni una razionalizzazione delle attività ICT della
Pubblica Amministrazione (PA) attraverso lo sviluppo di una infrastruttura Cloud nazionale
costituita, in ogni regione, da un piccolo numero di centri innovativi di medie o grandi dimensioni
federati tra loro. Questo modello ha lo scopo di rendere disponibili “on-demand” i servizi necessari
ad amministratori, cittadini ed imprese a costi significativamente ridotti rispetto a quelli attuali.
Per raggiungere questo obiettivo e realizzare le pianificate economie è necessario poter disporre a
livello nazionale di piattaforme infrastrutturali che forniscano servizi di tipo Infrastructure as a Service
(IaaS), Platform as a Service (PaaS) e Software as a Service (SaaS) aperte ed idonee allo sviluppo
e alla fruizione di servizi innovativi. Tali servizi potranno a loro volta essere facilmente riutilizzati nelle
diverse aree del paese da parte di PA e di aziende nazionali.
I risultati conseguiti e le eccellenze che si sono costituite in questi anni soprattutto nel mondo della
ricerca nell’ambito del calcolo e storage distribuito costituiscono una solida base di partenza per la
realizzazione degli obiettivi indicati dall’Agenda Digitale Italiana. INFN sta interpretando questa
Agenda trasferendo mettendo a disposizione il proprio know how in vari progetti legati al territorio
(smart cities, pon, por, ecc.) In particolare, l’INFN e’ attualmente partner dei seguenti progetti:
# PRISMA (Piattaforme Cloud Interoperabili per Smart Government) sviluppato nell’ambito dei
PON “Smart Cities” nelle c.d. regioni di convergenza. Partecipano, oltre all’INFN, importanti
industrie nazionali del settore ICT come Santer Reply e Sielte.
# L’INFN e’ inoltre il partner di ricerca principale, oltre a ricoprire il ruolo di responsabile del
progetto, del progetto Open City Platform (OCP), selezionato nell’ambito “Cloud Computing
Technologies per Smart Government” del bando ci cui al Decreto Direttoriale prot.n. 391/Ric
del 5 luglio 2012. In esso sono coinvolte oltre grandi imprese come Almaviva, Maggioli e
Santer Reply, numerose piccole e medie aziende impegnate nello sviluppo di applicazioni per
la PA e, in qualità di enti sperimentatori, diverse Pubbliche Amministrazioni regionali e
comunali appartenenti alle regioni Emilia-Romagna, Marche e Toscana. All’interno di OCP il
budget assegnato all’INFN è pari a 1600 k!.
# All’interno di un protocollo d’intesa tra la Regione Marche e l’INFN che prevede la
! 33
promozione di attività di ricerca, innovazione e trasferimento tecnologico, l’INFN ha definito
un progetto chiamato Marche Cloud (MCloud), recentemente giunto a conclusione. Tale
progetto, a cui hanno partecipato, oltre all’INFN e alla Regione Marche, l’Università
Politecnica delle Marche e l’Università di Camerino, ha realizzato una infrastruttura aperta di
Cloud computing presso la Regione Marche in grado di erogare servizi digitali innovativi e ad
alto contenuto tecnologico a favore delle PA, delle imprese e dei cittadini, facilitando
economie di scala ed opportunità di business per il territorio marchigiano. Oltre alla parte
tecnologica, l’INFN ha inoltre erogato diversi corsi formativi legati al Cloud computing e
seguiti da centinaia di partecipanti appartenenti ad imprese e a PA.
# CAGLIARI-2020 è un progetto approvato nell’ ambito del Programma Operativo Nazionale
Ricerca e Competitività 2007-2013, Smart Cities and Communities– del MIUR. Il Progetto,
approvato con un budget di circa 25000 k!, ha come obiettivo principale lo sviluppo di
soluzioni innovative e a basso impatto ambientale per la mobilità urbana così da migliorare le
prestazioni della città in termini di energia e ambiente. Il progetto si basa su un sistema di
sensori fissi e mobili per il tracciamento dei veicoli e la raccolta di dati ambientali.
L’INFN è uno dei 5 partner del progetto con un budget assegnato di circa 2500 k!. L’INFN ha
responsabilità nelle aree dell’acquisizione dati e delle soluzioni basate su “cloud” per
l’elaborazione e la gestione dei dati portando al progetto conoscenze ed esperienze
sviluppate nel contesto degli esperimenti al Large Hadron Collider del CERN. !
Sviluppo di tecnolie legate Cloud computing.
c.
# Almaviva the Italian Innovation Company S.P.A
# Maggioli SpA
# Santer Reply S.P.A.
# Pluservice s.r.l capofila della ATI Marche (E-LINKING ONLINE SYSTEMS S.R.L.,
ETT S.p.A., FILIPPETTI S.P.A., APRA PROGETTI S.R.L., HALLEY INFORMATICA
S.R.L., ESALAB S.R.L., SEDA S.p.A. - Gruppo KGS, ITALSOFT S.R.L., JEF S.R.L.)
# LASCAUX s.r.l. capofila della ATI Toscana-ER (SISTEMI TERRITORIALI S.R.L.,
SINED S.R.L., PHOOPS S.R.L., 3D INFORMATICA S.R.L)
# K"00
# <+0
# :+"B
# :+KL
UniCam - Università degli Studi di Camerino
di e.
f.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
4
Amministrativi
c.
Tecnici
5
25
Altro Personale
! 34
Assegnisti
3
Borsisti
Co.Co.Co
6
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
g.
MIUR
h.
Voce di spesa
OCP
Annualità I
120 k!
DHTCS
1.500 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
Per la voce di spesa relativa al personale indicare la spesa relativa al personale di ruolo, non di ruolo ed altro
personale (assegnisti, co.co.co., borsista, comandato, dottorando, altri incarichi di ricerca.
Voce di spesa
OCP
Finanziamenti
esterni - personale
OCP
Finanziamenti
esterni – Altre
spese
Cagliari2020 Finanziamenti
esterni
Prisma
Finanziamenti
esterni
Marche
Finanziamenti
Cloud
esterni
Annualità I
535 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
263 k!
313 k!
525 k!
50 k!
! 35
Indicare se
Area di Intervento
descrizione
Intervento:
Dipartimento
X
HORIZON 2020
Applicazioni di tecniche nucleari ai Beni Culturali
Better Society
Data Inizio:
Data Fine:
Si è recentemente avviato un coordinamento delle diverse attività da anni presenti in numerose
Strutture dell’Ente, riguardanti l’utilizzo di tecnologie della fisica nucleare per l’analisi scientifica dei
Beni Culturali. Rispetto all’iniziale previsione del PT 2013-15 che limitava tale coordinamento alle
diverse tecniche di datazione (14C e tecniche di luminescenza) si è ritenuto nel corso degli ultimi mesi
di estendere il coordinamento anche ad altri settori della Scienza e tecnologia applicata al patrimonio
culturale, quali ad esempio le analisi di composizione dei materiali - affiancando alle tecniche che
utilizzano un acceleratore (Ion Beam Analysis, IBA) lo sviluppo di tecniche con strumentazione
portatile (X Ray Fluorescence [XRF], X Ray Diffraction [XRD] e altre) - e le tecniche di imaging sia in
2 dimensioni che in 3 dimensioni (tomografie), per le quali esistono consolidate esperienze in gruppi
afferenti a Strutture INFN.
L’aggregazione dei gruppi delle diverse Strutture INFN intorno ai grandi temi (diagnostica,
monitoraggio, autenticazione, conservazione, fruizione) che sono oggi le sfide maggiori che la
società nazionale ed europea si trova ad affrontare in questo settore, ha molteplici scopi.
1) attuare un trasferimento di conoscenze “interno” fra le Strutture, per estendere ad un maggiore
numero di sedi competenze oggi prevalentemente locali; in tal modo si renderà più efficiente l’azione
della rete e si potrà distribuire il carico di lavoro, permettendo – grazie alla diffusione capillare delle
Strutture INFN su tutto il territorio nazionale - una più pronta risposta alla domanda di interventi che
proviene in maniera geograficamente diffusa dal mondo dei Beni Culturali.
2) perseguire un trasferimento tecnologico verso l’esterno, rivolto sia agli operatori del settore Beni
Culturali (restauratori e in genere esperti delle Istituzioni di tutela), sia alla PMI che potrebbe produrre
in numerosi casi, a partire dai prototipi avanzati sviluppati nelle Strutture INFN, strumentazione
innovativa ad alte prestazioni da collocare poi sul mercato nazionale e internazionale.
3) non trascurabile potrà essere anche l’attività della rete INFN per prestazioni conto terzi, che già è
iniziata e che sviluppandosi fornirà un parziale ritorno finanziario immediato, per lo sviluppo della
stessa ricerca applicata nel settore.
4) Last but not least, il coordinamento di tutte le competenze presenti all’interno dell’Ente renderà
molto più efficace e costruttivo un ulteriore allargamento della collaborazione, che dovrà estendersi
anche ad altri Enti di Ricerca, in primis il CNR che dispone di grandi competenze – complementari a
quelle INFN – nel settore della Scienza e tecnologia applicate ai Beni Culturali. Questa
collaborazione con CNR, oltre che col Centro Fermi e altri EPR, è già in atto e si svilupperà molto nei
prossimi anni. Il bagaglio complessivo di competenze della ricerca tecnologica italiana in questo
settore non ha pari in Europa e nel mondo, e un’azione congiunta degli EPR e delle Università
italiane che si integrino in un sistema-Paese potrà avere grande forza e probabilità di successo negli
appuntamenti europei.
Un’azione in questa direzione è già partita ed è rappresentata dal progetto IPERION-CH che il CNR
ha lanciato col contributo determinante dell’INFN oltre che di altri Enti, sia di ricerca che del MIBACT,
e della regione Toscana, con l’obiettivo finale di arrivare alla costituzione di un ERIC, a Firenze,
nell’arco di 4-5 anni.
In questa prospettiva, l’NFN parte già da un consistente patrimonio strumentale presso le Strutture
coinvolte, che operano come sempre in stretto contatto con le locali Università. L’obiettivo nel
prossimo triennio è quello di svilupparlo ulteriormente e rinnovare quella parte della strumentazione
! 36
che inizia a mostrare segni di obsolescenza.
Presso la Sezione di Firenze è attivo il LABEC, Laboratorio di tecniche nucleari per l’Ambiente e i
BEni Culturali, che dispone di un acceleratore di particelle di tipo Tandem per misure di
composizione di materiali con Ion Beam Analysis e datazioni col 14C sfruttando la tecnica AMS
(Accelerator Mass Spectrometry). Il LABEC gode di elevata reputazione internazionale nel settore, e
svolge attività sia di applicazione di tecniche consolidate che di continuo sviluppo di metodi e
tecnologie innovativi. Anche presso le Sezioni di Torino, Milano Bicocca, Ferrara, Bologna, Bari,
Napoli, Catania, e presso i LNS e i LNF sono già presenti attività a livelli di avanguardia sia per
quanto riguarda tecniche di datazione complementari al 14C (tecniche di luminescenza), sia per
quanto riguarda le analisi dei materiali anche con strumentazione portatile, sia infine per le tecniche
di imaging 2D e 3D per la diagnostica strutturale di opere anche di grandi dimensioni. In tutte le
Strutture coinvolte nella rete, nel prossimo triennio attività di servizio e supporto alle richieste
provenienti dal territorio saranno sostenute da ricerca tecnologica avanzata per il continuo
miglioramento delle tecnologie esistenti e per lo sviluppo di metodiche innovative.
A titolo di esempio di queste ultime, citiamo la ricerca di metodiche scientifiche di autenticazione, di
tecniche per il monitoraggio dello stato di conservazione sia di monumenti e di opere all’aperto che di
opere conservate in ambienti museali, lo sviluppo di tecniche innovative di diagnostica dei materiali
in situ, come le mappature elementali, che costituiranno un supporto fondamentale anche per le
decisioni da prendere da parte degli Enti di tutela del Patrimonio riguardo agli interventi conservativi.
In questo settore, a livello nazionale sono già consolidate le collaborazioni delle Strutture INFN
coinvolte con i più importanti Centri per la tutela e restauro (in primis con l’Opificio delle Pietre Dure
[OPD] del MIBACT).
L’attività è inoltre condotta anche nell’ambito di collaborazioni internazionali. In generale, infatti, tutti i
gruppi INFN della rete Beni Culturali hanno da tempo stabilito una vasta rete di contatti internazionali
con altri centri europei quali VERA (Vienna Environmental Research Accelerator), CMAM (Centro de
MicroAnalisis de Materiales) di Madrid e AGLAE (Accelateur Grand Louvre d'Analyse Elementaire) a
Parigi, la IAEA (International Atomic Energy Agency), il CEA (Commissariat à l'Energie Atomique), il
CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique).
Nel triennio 14-16 si prevede la presentazione, in risposta alle call di Horizon2020, di progetti di
collaborazione internazionale dell’intera rete, anche in partenariato con altri Enti di Ricerca italiani e
con le Università. Nell’ambito di questi progetti sarà previsto l’accesso di utenti esterni alle facilities
della rete INFN.
d.
La collaborazione con l’Università è nel DNA dell’INFN.
Ovunque, le attività di ricerca si sono finora svolte e continueranno a svolgersi in totale sinergia con i
Dipartimenti universitari locali, sia per quanto riguarda l’utilizzo del personale - che come sempre
nelle attività INFN è costituito sia da dipendenti che da universitari associati alle attività di ricerca –
sia per la condivisione dei mezzi di ricerca: l’utilizzo stesso dei locali che almeno per quanto riguarda
le Sezioni sono di norma universitari; le attrezzature scientifiche che invece sono prevalentemente
INFN (vedi caso dell’acceleratore del LABEC)
di e.
LABEC
f.
Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo)
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
4
4
Amministrativi
! 37
Tecnici
c.
Altro Personale
13
Assegnisti
3
Borsisti
1
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
g.
Dottorandi
6
23
MIUR
Regione Toscana
h.
Voce di spesa
missioni
Annualità I
25 k!
investimenti
130 k!
consumi di ricerca
15 k!
TOTALE
170 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
Voce di spesa
UNIFI
Investimenti
Annualità I
11 k!
Conto
terzi
Regione
Toscana
UNIFI
5 k!
consumo di
ricerca
Personale
(assegni)
Personale
(assegni, borse)
TOTALE
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
25 k!
60 k!
101 k!
! 38
6.1.1 Infrastrutture di Ricerca
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Laboratori Nazionali di Frascati (LNF)
Intervento:
Data Inizio:
a.
Data Fine:
I Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) si caratterizzano per la capacità di costruire ed operare
acceleratori di particelle grazie alle competenze delle divisioni Acceleratori e Tecnica. Attualmente
sono in funzione a Frascati due acceleratori, DAFNE, un collisore elettroni-positroni che detiene il
record mondiale di luminosità a bassa energia, e l’acceleratore lineare SPARC usato per produrre
luce LASER con elettroni oscillanti in campo magnetico, detto FEL (Free Electron LASER). La
produzione di luce LASER con questa tecnica è assolutamente di avanguardia; solo quattro
laboratori sparsi in tutto il mondo hanno attività di ricerca e sviluppo in questo campo.
I LNF hanno anche una divisione Ricerca costituita da ricercatori, ingegneri e tecnici impegnati in
attività in sede e presso i maggiori Laboratori esteri di fisica nucleare e sub-nucleare. Attualmente
sono in corso collaborazioni internazionali sugli esperimenti LHC al CERN di Ginevra, con il
laboratorio Nazionale Americano “FERMI” (FNAL) a Chicago, con i Laboratori di SLAC a Stanford, in
California, con il Jefferson National Laboratory (JLAB) in Virginia, con l’European Syncrotron
Radiation Facility (ESFR) a Grenoble, con l’High Energy Accelerator Research Organization (KEK) di
Tsukuba, con la Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) di Darmstadt, con il Beijing electronpositron collider (BEPCII), oltre che con i laboratori italiani dell’INFN di Legnaro, del Gran Sasso e
del Sud, a Catania
I Laboratori Nazionali di Frascati sono un punto di riferimento sia per l’INFN che per altri laboratori,
nazionali ed esteri, e per le Università. Questo grazie alla presenza di infrastrutture tecnologiche di
avanguardia che comprendono grandi spazi attrezzati con clean-room e strumentazione specifica
alla progettazione e realizzazione di grandi apparati sperimentali per lo studio delle particelle subatomiche. Inoltre dispongono di una ampia officina meccanica, un Servizio di Elettronica di alto
livello, un potente e moderno Centro di Calcolo, un Servizio di Fisica Sanitaria, unico nell’INFN. Tutto
questo, unito alla disponibilità di personale altamente qualificato abituato alla realizzazione di progetti
di grandi dimensioni, fa dei LNF un centro unico nel panorama della ricerca italiana di grande
fermento culturalmente che permette di attirare e addestrare nuove generazioni di addetti alla
ricerca.
b.
Il complesso degli acceleratori di DAFNE ed il laboratorio SPARC!LAB rappresentano le
infrastrutture intorno alle quali si svolge gran parte delle attività sperimentali nel campo della fisica
delle particelle, della fisica nucleare ed in numerosi ambiti multidisciplinari ed applicativi dei LNF.
L’inizio del 2014 ha visto la ripartenza di DAFNE in seguito all’installazione di una nuova regione di
interazione per l’esperimento KLOE!2 ed ad un intenso programma di interventi per migliorare le
capacità del collisore. La prima fase di test del nuovo schema di collisione (Crab-Waist collision
scheme) con il rivelatore KLOE era terminata nel Dicembre 2012 con il raggiungimento di una
luminosità di picco analoga a quella ottenuta nel 2005 con la sezione d’interazione convenzionale,
ma con correnti inferiori. Al momento, il funzionamento di DAFNE sta producendo risultati positivi: le
massime correnti accumulate nei due anelli di collisione sono: I+~1.1 A e I-~1.2 A, la luminosità
raggiunta è ottima ed ancora suscettibile di miglioramenti in quanto la fase di messa a punto del
collisore non è ancora completata. In questo contesto si prevede che DAFNE fornirà una luminosità
! 39
integrata dell’ordine di 2÷2.5 fb-1 all’anno assumendo come efficienza di operazione 80% e
considerando 280 giorni di funzionamento.
L’esperimento KLOE-2 durante il 2013 ha terminato la costruzione e proceduto alla installazione di
nuovi rivelatori interni all'apparato. Si tratta di due calorimetri a cristalli, ideati per la rivelazione dei
fotoni che, per ragioni geometriche, non possono essere rivelati dal calorimetro centrale, e di un
tracciatore cilindrico a GEM che aumenta la precisione di misura dei vertici di decadimento.
Quest'ultimo rivelatore (IT, Inner Tracker) è il primo al mondo ad essere costruito con questa
tecnologia, ideata e sviluppata principalmente da ricercatori LNF. Test preliminari con raggi cosmici e
su fascio hanno dato risultati incoraggianti sulle performance dell'IT.
Contemporaneamente prosegue l'analisi fisica del campione di dati collezionati nel passato
dall'esperimento KLOE-1. Le analisi riguardano la fisica degli adroni leggeri, lo studio di decadimenti
rari che violano la simmetria CP, la ricerca di nuove particelle vettoriali leggere mediatrici di nuove
forze e potenzialmente connesse con la ricerca di materia oscura.
Nel triennio a venire, è in programma che il collisore DAFNE funzioni in modo esclusivo per
l’esperimento in modo che, combinando l'aumento aspettato del campione di dati con le potenzialità
dei nuovi rivelatori, si arrivi a migliorare la precisione dei risultati sin qui ottenuti in alcuni casi anche
di un ordine di grandezza.
In alternanza con KLOE-2, su DAFNE si svolge un secondo esperimento: SIDDHARTA-2, che si
prefigge di studiare la QCD in regime non-perturbativo nel settore con stranezza. Il programma
scientifico di questo esperimento ha implicazioni che vanno dalla fisica particellare e nucleare,
all’astrofisica. Nel periodo 2014-2016 SIDDHARTA-2 realizzerà un ugrade dell’apparato
sperimentale inserendo nuovi rivelatori SDD (Silicon Drift Detector) con l’elettronica associata.
Questo permetterà di effettuare la prima misura al mondo del deuterio kaonico e di altre transizioni di
atomi esotici.
Per quanto riguarda le attività del laboratorio DAFNE-Luce è stata completata e aperta agli utenti una
clean-room per il trattamento dei campioni biologici ed è stata anche installata una sorgente X per la
pre-caratterizzazione di materiali e rivelatori. Risultati scientifici di rilievo sono stati ottenuti
utilizzando la radiazione IR in studi legati alla mineralogia, alla biologia e ai beni culturali. Nell’ambito
dei beni culturali sono stati studiati, usando la spettroscopia FTIR, i processi di degradazione dei
pigmenti gialli di Van Gogh, che essendo a base di cromato di piombo sono caratterizzati da una
scarsa stabilità chimica e fotochimica. Sono anche stati pubblicati i risultati dei primi test effettuati
con la facility UV-IR legati agli effetti di irraggiamento UV su acidi nucleici in presenza di matrici
minerali.
Nei prossimi anni le linee di luce di sincrotrone dovranno fornire tempo macchina a esperimenti di
utenti Europei (progetto FP7-CALIPSO termine 31/5/2015) e Italiani. Dovrà inoltre essere completata
la nuova facility UV-IR, per irraggiare campioni con luce di sincrotrone UV e analizzare in tempo
reale l'evoluzione molecolare del materiale esposto, usando la spettroscopia FT-IR. Questa facility è
molto utile in applicazioni legate principalmente alla fotochimica di materiali biologici e di atmosfere di
gas, ma è in generale utilizzabile anche nella fisica dello spazio, per studiare materiali che
potrebbero essere danneggiati o modificati dalla radiazione UV.
Andrà anche completata la piccola facility di pre-caratterizzazione di materiali e rivelatori con raggi X
con ottiche e rivelatori e infine dovrebbero essere sottoposte a commissioning le nuove linee XUV.
Gli studi effettuabili con il loro utilizzo spazia dalla fisica delle superfici, a quello della scienza dei
materiali di rilevanza nella ricerca avanzata sugli acceleratori e più in generale, allo studio di materiali
innovativi. Al momento le camere di misura di queste linee, usando sorgenti convenzionali, vengono
comunque utilizzate per esperimenti legati all’e-cloud e a studi sul grafene. Gli studi sull’e-cloud sono
realizzati in collaborazione con il CERN e riguardano la riduzione della produzione di elettroni
secondari (SEY) sulle pareti delle camere dei dipoli di LHC.
Nel complesso degli acceleratori di DAFNE si trova anche la Beam Test Facility (BTF) dedicata
principalmente a test e calibrazioni di rivelatori. Le caratteristiche dei fasci di elettroni/positroni
disponibili alla BTF in termini di energia e di intensità ne fanno una facility unica per alcuni specifici
esperimenti rivolti allo studio dell’interazione elettromagnetica con la materia e per lo sviluppo e test
di rivelatori di particelle e diagnostica di fascio. Durante gli ultimi due anni la BTF ha ospitato
collaborazioni da tutta Europa interessate a misure di calorimetria, alle performance di rivelatori a
gas e a stato solido, a bassa e alta intensità, e al channeling (e relativa emissione di radiazione) di
elettroni/positroni in cristalli. Tali esperimenti utilizzano fasci modulabili in intensità dalla singola
! 40
particella fino a 1010 elettroni/s, e energia selezionabile con incertezza migliore del %, con piccole
dimensioni e divergenze angolari.
Nel prossimo futuro le intenzioni sono di completare e consolidare la facility perchè fornisca fasci di
elettroni, positroni, fotoni e neutroni per una vasta gamma di applicazioni di ricerca fondamentale ed
applicata. Attualmente la facility fornisce fasci di positroni/elettroni tra 50 e 550/650 MeV in un tutto
l’intervallo di intensità ed è stata dimostrata la fattibilità di una sorgente di neutroni per fotoproduzione e di fotoni ‘etichettati’. Il progetto si compone di 4 linee di intervento:
- miglioramento della linea di estrazione dal Linac di DAFNE e realizzazione di nuove linee di fascio
di elettroni e positroni a basso fondo e estensione dell’energia minima fino a <25 MeV;
- estensione dell’energia massima di positroni/elettroni fino a 750/1000 MeV, e aumento della durata
dell’impulso di particelle (attualmente pari a 10 ns) di circa un ordine di grandezza, per aumentare la
gamma di applicazioni dei fasci;
- completamento di una sorgente di neutroni per foto-produzione fino a 105 n/cm2/s a 1,5 m dal
bersaglio, con spettro veloce, moderabile fino alle energie termiche per applicazioni di ricerca di
base, medicali e industriali, quali la radiografia e tomografia neutronica e l’irraggiamento per la
qualificazione di componenti per avionica e spazio, e per applicazioni legate ai beni culturali con la
tecnica nuclear resonant capture analysis (NRCA);
- miglioramento della una sorgente di fotoni etichettati in energia per emissione di radiazione di
frenamento su bersaglio sottile, del fascio di elettroni estratto dal Linac, migliorando gli attuali limiti in
intensità e efficienza determinato dall’utilizzo di un magnete non appositamente progettato per tale
scopo, per applicazioni come la calibrazione di rivelatori per astronomia gamma e esperimenti su
satellite.
SPARC_LAB è un laboratorio interdisciplinare dedicato allo studio di nuove tecniche di accelerazione
di particelle (elettroni, protoni, ioni) ed allo sviluppo ed applicazione di sorgenti di radiazione
avanzate (FEL, THz, Compton-Thomson). Sono previsti nell’attuale configurazione esperimenti di
fisica della materia ed applicazioni biomediche (mammografia).
Il programma futuro prevede:
- la realizzazione di una sala attrezzata dedicata alle linee per gli utenti delle sorgenti di radiazione;
- la realizzazione di un acceleratore a plasma pilotato dal fascio di elettroni;
- la realizzazione di sorgenti FEL (Oscillatore) e Compton;
- la realizzazione di una sorgente di Positroni di bassa emittanza pilotata da fasci gamma (~40 MeV
prodotti da Inverse Compton Scattering);
- la realizzazione di una sorgente di radiazione FEL innovativa (V generazione) pilotata da un
accelerazione a plasma.
Le attività previste permetteranno il coinvolgimento dell’industria italiana nell’ambito della tecnologia
degli acceleratori, dei laser di potenza e della strumentazione diagnostica ed elettronica e di offrire,
ad una vasta comunità scientifica nazionale ed internazionale, un ampio spettro di ricerche
interdisciplinari di punta. Dalla formazione d’immagini in funzione del tempo nella scienza dei
materiali, in biologia, medicina, chimica per l’ambiente, alla conservazione dei beni culturali e
sicurezza nazionale, all’estensione di molteplici applicazioni di ottica non lineare a nuove regioni
spettrali.
Ai LNF è anche operativo un laboratorio di ricerca interdisciplinare e sviluppo tecnologico
denominato SCF_Lab (Satellite/lunar/GNSS laser ranging and altimetry Characterization Facilities
Laboratory). Si tratta di un laboratorio dotato di strumentazione specializzata che permette di ricreare
un ambiente spaziale realistico e di testare i sistemi CCR utilizzati per misure di Satellite Laser
Ranging (SLR). Lo SCF_Lab attualmente caratterizza la risposta ottica dei retroriflettori in condizioni
spaziali, sia quella ricevuta a Terra (far field diffraction pattern, risposta ottica in campo lontano), sia
quella emessa a bordo (near field Fizeau interferogram, risposta ottica in campo vicino). Inoltre
caratterizza il loro comportamento termico in orbita.
Questo viene fatto tramite due apparati sperimentali dedicati unici al mondo: la SCF (di proprietà
dell’INFN) e la SCF-G (co-proprietà di ASI e INFN, dedicata a Galileo e al GPS-III). SCF e SCF-G
sono due prodotti Italiani originali, classificati come “Optical Ground Support Equipment” in campo
spaziale. La SCF e lo SCF-Test sviluppati da INFN dal 2006, sono un nuovo standard industriale
spaziale accettato come tale da ASI, NASA, ESA.
Per il futuro si vuole dotare lo SCF_Lab della strumentazione ottica, elettronica e meccanica per la
calibrazione temporale e spaziale precisa e metrologicamente certificata del tracciamento laser di
! 41
retroriflettori nella SCF e SCF-G (cioè come se fossero nello spazio). Il cuore della calibrazione sarà
la misura del tempo di volo d’impulsi laser corti con accuratezza temporale del pico-secondo e
accuratezza spaziale sub-millimetrica.
Altra applicazione dello SCF_Lab è lo sviluppo di riflettori innovativi satellitari e terrestri per
l’Osservazione della Terra, per Copernicus, programma spaziale EU di H0RIZON2020
c.
Tipo di personale
a.
b.
c.
d.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
137
98
Amministrativi
32
Amministrativi
9
Tecnici
14
34
Altro Personale
22
Assegnisti
21
Borsisti
26
Co.Co.Co
1
Comandi in Entrata
1
Dottorandi
5
17
d.
MIUR, MAE, UE, ESA, ASI, NATO, ENEL
e.
Voce di spesa
1 Spese Generali di
Funzionamento
2 Spese per Missioni
Annualità I
7.630 k!
3
1.636 k!
Spese di Consumo
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
1.344,5 k!
! 42
4
Spese per Attrezzature
5
Spese per personale di
ruolo
Spese per personale
non di ruolo
Spese per altro
personale
6
7
2.964,5 k!
Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti esterni)
Voce di spesa
1 Missioni
Annualità I
466 k!
2
Consumo
359 k!
3
Attrezzature
351 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 43
6.1.2
Infrastrutture di Ricerca
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Laboratori del Gran Sasso (LNGS)
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
I Laboratori del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN sono un’infrastruttura di ricerca rivolta
prevalentemente ai settori della fisica astroparticellare che comprendono la ricerca di fenomeni rari o
non ancora osservati. Le condizioni sperimentali perche' l'osservazione di tali fenomeni sia possibile
si conseguono attraverso una riduzione di diversi ordini di grandezza del "rumore" generato da
radiazioni naturali. Appartengono a questi ambiti:
- lo studio di proprieta' intrinseche di neutrini: fenomeni di oscillazioni, studiati anche con il fascio
CNGS dal CERN, e ricerche del doppio decadimento beta senza neutrini; - lo studio di sorgenti
astrofisiche di neutrini: sole e supernove; - la ricerca della materia oscura;
- la misura di alcune reazioni nucleari critiche per la produzione di energia nelle stelle e per la
nucleosintesi nelle stelle e al big bang L'abbattimento della radiazione cosmica penetrante richiede
schermature di migliaia di metri di roccia, l'abbattimento della radioattivita' naturale della roccia si
consegue con l'adozione di materiali ultrapuri per la schermatura locale degli apparati sperimentali.
Ai LNGS si conducono anche ricerche interdisciplinari che applicano le metodologie sviluppate per
l'abbattimento di radiazioni, o a misure molto sensibili di queste, alla geofisica, alle scenze
dell'ambiente e alla biologia. L'INFN è promotore di un'iniziativa a livello europeo per creare un ERIC
centrato sui Laboratori Nazionali del Gran Sasso. L'obiettivo è ampliare ulteriormente la presenza
scientifica internazionale ai Laboratori al fine di garantirne il livello di eccellenza mondiale, e di
aumentarne le ricadute economiche e culturali sul territorio.
I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN sono il piu' importante laboratorio scientifico
sotterraneo al mondo per numero di ricercatori impegnati nelle ricerche, volume e superficie dei
laboratori, e infrastrutture tecniche disponibili. Completati nel 1987, sono costituiti da un sito
sotterraneo e un sito in superficie. Il sito sotterraneo e' collocato a lato del tunnel del Gran Sasso
dall'autostrada Teramo-L'Aquila ed e' direttamente accessibile da questa. Beneficia di una
schermatura di 1400 m di roccia ed e' costituito da tre grandi sale sperimentali di circa 100x20x18
m3 ciascuna, gallerie di accesso, di interconnessione e di servizio, per un totale di circa 180.000 m3
di volume e 17.800 m2 di superficie. Il sito in superficie, situato a circa 7 km di distanza dai laboratori
sotterranei, sul versante ovest del Gran Sasso, in prossimita' dell'uscita Assergi dell'autostrada si
sviluppa su un'area di 9,5 ettari. Esso comprende uffici di direzione, amministrazione, servizi tecnici
e visitatori, sale per conferenze, mensa, officina meccanica, laboratorio di chimica, laboratorio di
elettronica, servizio di calcolo scientifico, capannoni per il montaggio e il collaudo degli apparati
sperimentali,
I Laboratori sono aperti a scienziati provenienti da tutto il mondo. Per l'accesso alle infrastrutture
viene richiesta la presentazione di una proposta a carattere tecnico-scientifico che viene vagliata da
un Comitato Scientifico a composizione internazionale.
Attualmente sono in corso ricerche condotte da 21 diverse collaborazioni nazionali e internazionali. I
Laboratori contano quasi 1000 utilizzatori, 2/3 dei quali provenienti dall'estero da ventisette diversi
paesi. I principali stati di provenienza sono Germania, USA e Russia. Nei laboratori si conducono
ricerche all'avanguardia nel mondo nei settori della fisica delle particelle, della fisica astro-particellare
e dell'astrofisica, e si sono sviluppate metodologie di assoluta avanguardia nella misura di elementi
in traccia e nella ultra-purificazione di alcuni materiali.
! 44
Le ricerche sul doppio decadimento beta senza neutrini sono volte a chiarire proprietà intrinseche dei
neutrini: se questi siano fermioni di Dirac, come tutti i fermioni noti, oppure fermioni di Majorana, e
quindi identici alla propria anti-particella. Il doppio decadimento beta senza neutrini può esistere solo
se i neutrini sono particelle di Majorana, e, in tal caso, è tanto più raro quanto minore è la "massa
efficace" del neutrino. Gli esperimenti Gerda, che ha completato la prima fase nel maggio 2012,
Cuore, che inizierà a raccogliere dati nel 2015, e Lucifer che, finanziato da un ERC advanced grant,
sviluppa una nuova metodologia, costituiscono ricerche di punta al mondo nel settore.
Molteplici osservazioni astronomiche e cosmologiche su scale che vanno dalle dimensioni di una
galassia all'intero universo hanno indotto a formulare l'ipotesi che l'80% circa della massa
dell'universo sia costituita da "Dark Matter". La natura della Dark Matter è sconosciuta: ne sono noti
solo gli effetti gravitazionali. Si ipotizza che la Dark Matter possa essere costituita da Weakly
Interacting Massive Particles (WIMPs), particelle che interagiscono debolmente con la materia
ordinaria. Ai LNGS sono in corso molteplici ricerche di Dark Matter di questo tipo.
L'esperimento DAMA ha prodotto dati interpretati come evidenza di un segnale di Dark Matter di tipo
WIMP, che tuttavia appare inconsistente con i segnali nulli riportati da altri esperimenti. Si stanno
elaborando proposte per nuove misure volte a chiarire la controversia. L'esperimento Xenon-100 è
stato fino all'ottobre 2013 il più sensibile esperimento al mondo nel settore. Il suo successore Xenon1ton, che entrerà in funzione nel 2015, dovrebbe riportare ai LNGS il primato di sensibilità.
L'esperimento DarkSide-50 costituisce un interessante sviluppo di una nuova tecnica che, se
dimostrata efficace, porterà alla massima sensibilità nella ricerca di WIMP di grande massa (regione
del TeV). DarkSide e Xenon-1ton sono finanziati prevalentemente da agenzie USA (DOE e NSF).
Nel 2002 Masatoshi Koshiba e Raymond Davis hanno ottenuto il Premio Nobel per la Fisica per
"contributi pionieristici all'astrofisica, in particolare per la rivelazione di neutrini cosmici". Ai LNGS
sono installati due apparati per la rivelazione di neutrini cosmici: LVD e Borexino. LVD è rivolto
prevalentemente alla rivelazione, con bassa energia di soglia, di neutrini provenienti da collassi
stellari. E' entrato in funzione nel 1992; nel 2001 ha raggiunto la configurazione finale che
corrisponde ad una massa sensibile di 1000 tonnellate di scintillatore liquido.
Borexino è oggi il rivelatore di neutrini solari con il più ampio spettro di sensibilità. Questa
caratteristica è ottenuta grazie a tecniche appositamente sviluppate che hanno portato a livelli
estremi di radio- purezza nel liquido scintillatore: 1.6#10-19 g/g di 238U e meno di 1.2#10-18 g/g di
232Th. Borexino ha prodotto dei risultati di assoluto rilievo per l'astrofisica solare con la misura dei
neutrini del 7Be e della reazione pep, e con i limiti superiori al flusso di neutrini dal ciclo CNO.
L'elevata sensibilità di Borexino a neutrini di bassa energia ha condotto a una proposta studio di di
oscillazioni di neutrino con una sorgente artificiale (SOX), che ha ottenuto un ERC advanced grant.
Le reazioni nucleari che nelle stelle producono energia e sintetizzano gli elementi avvengono in una
finestra di energia relativamente stretta: il picco di Gamow. I bassissimi valori delle sezioni d'urto dei
processi nel picco di Gamow ne impediscono la misura in un laboratorio in superficie, dove il
rapporto segnale/rumore è troppo basso a causa del rumore prodotto dai raggi cosmici. La misura
dei processi rilevanti per l'astrofisica nucleare è stata avviata ai LNGS nel 1991 con un acceleratore
elettrostatico da 50 kV: LUNA, a cui è seguito nel 2000 un secondo acceleratore da 400 kV: LUNA2.
Le misure delle sezioni d'urto per i processi 3He(3He,2p)4He e 2H(p,g)3He, effettuate per entrambi
al picco di Gamow del Sole, e del processo 14N(p,g)15O effettuata fino al limite inferiore di 70 keV,
hanno prodoto risultati di grandissimo rilievo. Con questi LUNA ha dimostrato come siano misurabili
sezioni d'urto alle energie della nuclosintesi nelle stelle in un laboratorio sotterraneo con
strumentazione tipica degli studi di bassa attività. Il programma di LUNA comprende la misura dei
processi rilevanti per la nucleosintesi degli elementi leggeri e la nucleosintesi al Big Bang. La
costruzione di un nuovo acceleratore da 3,5 MV, i cui principali obiettivi sono le misure dei processi
12C(alfa,g)16O, processo di "He Burning", e 13C(alfa,n)16O e 22Ne(alfa,n)25Mg, sorgenti di
neutroni nelle stelle, è stata finanziata come progetto premiale MIUR nel 2011 e nel 2012.
c.
Tipo di personale
a.
Anno 2014
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Amministrativi
19
! 45
b.
Tecnici
32
30
c.
Amministrativi
4
Tecnici
4
12
Altro Personale
Assegnisti
8
Borsisti
23
Co.Co.Co
9
Comandi in Entrata
1
Dottorandi
d.
d.
MIUR
e.
Voce di spesa
Spese generali di
funzionamento
Servizi di base ed
attrezzature
Energia elettrica
Annualità I
3060 K!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
2850 K!
2400 K!
! 46
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL)
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
a
Data Fine:
LNL è uno dei quattro laboratori nazionali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).
La sua missione è quella di svolgere ricerca di base in fisica nucleare e astrofisica nucleare e
sviluppare applicazioni delle tecnologie nucleari. Punti di forza sono lo sviluppo di acceleratori di
particelle e di rivelatori di radiazioni nucleari.
Più di 800 scienziati provenienti da tutto il mondo partecipano ai programmi di ricerca in corso. Tra le
persone che ogni giorno lavorano a LNL, metà sono fisici, ingegneri e tecnici dell’INFN, l’altra metà
proviene da enti di ricerca ed università italiane e straniere. Il bilancio annuale del laboratorio e’
vicino a 20 milioni di euro l'anno, metà per lo svolgimento delle ricerche e l’altra metà per i costi del
personale.!
b.
Sono in funzione presso i LNL cinque macchine acceleratrici: AN2000, CN , TANDEM, ALPI e
PIAVE Le ultime due sono state interamente progettate, costruite e collaudate ai LNL.
Queste strutture offrono agli utenti un totale di circa 8000 ore di fascio all'anno. La struttura nucleare
e gli studi di reazioni nucleari sono fra le attività principali dei LNL. La ricerca si basa su
strumentazione avanzata che va da spettrometri per ioni pesanti (PRISMA), a rivelatori di neutroni e
di ioni pesanti (GARFIELD, 8pLP). La spettroscopia nucleare è una tradizione dei LNL, il cui ruolo in
questo campo si e’ affermato a livello internazionale dagli anni novanta con il rivelatore di raggi
gamma GASP, Nel corso degli anni i LNL hanno ospitato tutti i principali rivelatori di radiazione
gamma, sviluppati da grandi collaborazioni europee (EUROBALL, CLARA, AGATA). Per l’ insieme di
acceleratori e rivelatori disponibili i Laboratori Nazionali di Legnaro sono stati riconosciuti a livello
europeo come una infrastruttura di ricerca di accesso transnazionale.
Tre importanti infrastrutture sono in fase di realizzazione ai LNL, nel triennio:
-progetto SPES: per la realizzazione di una apparecchiatura in grado di produrre nuclei radioattivi, di
interesse per l’astrofisica nucleare e per applicazioni mediche
-progetto IFMIF: insieme alle sezioni INFN di Padova, Torino e Bologna, i LNL sono fortemente
impegnati nella realizzazione del quadrupolo a radiofrequenza (RFQ) che e’ il cuore del laboratorio
IFMIF, finalizzato allo studio dei materiali per i futuri reattori nucleari a fusione
-progetto Galileo, per la realizzazione di un rivelatore di gamma di nuova generazione
c.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici e amministrativi
53
49
! 47
c.
d.
Amministrativi
4
Tecnici
10
10
Altro Personale
Altri Incarichi di Ricerca (da univ)
20
Assegnisti
15
Borsisti
8
Co.Co.Co
2
Comandi in Entrata (da università)
5
Dottorandi (da università)
10
35
a questa attività di ricerca.
d.
Il bilancio annuale del laboratorio e’ vicino a 20 milioni di euro l'anno, metà per lo svolgimento delle
ricerche e l’altra metà per i costi del personale. Per cio’ che riguarda le attrezzature, con riferimento
al 2013:
a) esclusi i fondi Terzi (intesi come l’unione dei fondi esterni e i fondi minsiteriali a destinazione
vincolata), le assegnazioni ai LNL nel 2013 sono state di 6.8 Meuro, di cui 1.4 per gli esperimenti
di commissione e 5.4 per il funzionamento del laboratorio, completamente spesi od impegnati
b) Riguardo ai fondi terzi, sono stati spesi o impegnati circa 6 Meuro, provenienti da progetti
premiali (ITALRAD, SPES, MUNES) e speciali (IFMIF).
In altre parole i fondi interni e i fondi terzi contribuiscono in misura confrontabile per la realizzazione
e la manutenzione di apparecchiature e per lo svolgimento delle ricerche. Per ciò che riguarda il
personale, grava sui fondi terzi la metà dei contratti a tempo determinato e la maggior parte delle
spese per il personale in formazione (borsisti, dottorandi, assegnisti di ricerca, CoCoCo")
e.
Voce di spesa
Spese funzionamento
Annualità I
5420 k!
Spese per missioni
218 k!
Investimenti
583 k!
Spese di consumo
579 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
Voce di spesa
Annualità I
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 48
UE
500 k!
Partner privato
3000 k!
! 49
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Laboratori Nazionali del Sud (LNS)
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Ricerca di base nel settore della Fisica Nucleare, dell’Astrofisica Nucleare e Particellare, facendo uso
di grandi apparati di rivelazione (CHIMERA, MAGNEX, MEDEA) e di apparati custom che possono
essere installati in una delle sale sperimentali disponibili.
Con l’obiettivo di ripristinare le condizioni operative ottimali dei due acceleratori, è in atto un upgrade
del sistema di trasporto di carica del Tandem passando da cinghia a Pelletron e la sostituzione del
liquefattore del CS.
Si prevede il completamento dello studio di aspetti specifici di struttura nei nuclei e dei meccanismi di
reazione, sia con l’apparato MAGNEX accoppiato con il multirivelatore per neutroni EDEN, sia con
CLAD, utilizzando fasci stabili e fasci radioattivi, per lo studio delle forze nucleari, della spettroscopia
di nuclei radioattivi, delle risonanze giganti nei nuclei esotici, della frammentazione di nuclei stabili
medio-leggeri e fasci radioattivi per applicazioni in radioterapia e radioprotezione nello spazio.
CHIMERA continua la sua attività nello studio di nuclei leggeri attorno alla drip line per neutroni, con
l’obiettivo di studiare fenomeni di clusterizzazione esotica. Inoltre procederà con lo studio
dell’eccitazione scalare della PIGMY nel 68Ni. Si prevede inoltre di accoppiare a CHIMERA i rivelatori
FARCOS e MUST2, per misurare le correlazioni particella-particella con elevata precisione, al fine di
estrarre le dimensioni spazio-temporali delle sorgenti nucleari prodotte in reazioni ad energie tra i 10
ed i 40 AMeV, correlandole con l’energia di simmetria dell’equazione di stato della materia nucleare.
Inoltre verranno effettuate misure di precisione in esperimenti con nuclei leggeri per testare le teorie
ab-initio che da principi primi provano ad estrarre le caratteristiche peculiari dei nuclei medio-leggeri.
Con MEDEA si investigherà l’evoluzione delle caratteristiche della risonanza gigante dipolare (GDR)
al variare dell’energia di eccitazione fino alla sua scomparsa in una regione di massa mai esplorata,
con l’obiettivo di estrarre da ciò un’energia limite per l’esistenza del moto collettivo. Si continuerà lo
studio di fattibilità per utilizzare SOLE come spettrometro per particelle cariche leggere, in reazioni in
cinematica inversa, anche in vista di possibili applicazioni con fasci FRIBS.
Nel campo dell’Astrofisica Nucleare, proseguirà l’intensa attività di studio con il metodo indiretto del
“Trojan Horse”, utilizzando sia fasci stabili che radioattivi con lo scopo di migliorare le conoscenze in
molti campi di indagine astrofisica tuttora aperti, come electron screening, struttura ed evoluzione
stellare di stelle di sequenza principale, pre-sequenza o AGB, nucleosintesi stellare e primordiale.
Verranno inoltre studiate reazioni di fusione del carbonio e dell’ossigeno, fondamentali per la
nucleosintesi di stelle massicce e reazioni (p,a) indotte su 18F, di grande importanza per la
comprensione delle curve di luce emesse dalle novae.
Tra gli obiettivi di grande rilievo è in atto lo studio di fattibilità per un’attività sperimentale con
MAGNEX, volta a misurare gli elementi di matrice nucleare del doppio decadimento beta senza
neutrini, tramite accurate misure di sezioni d’urto di doppio scambio di carica. Tale tematica è
direttamente connessa con la ricerca della gerarchia di massa dei neutrini, con la misura della massa
e la natura di Dirac o Majorana di tali particelle, nonché con le fondamentali ricadute cosmologiche.
Ci si propone, inoltre, di produrre un fascio Tandem di 10Be con la tecnica del Batch-Mode, finalizzato
inizialmente allo studio di strutture a cluster nel 14C e per misure di distribuzioni angolari elastiche da
confrontare con misure analoghe effettuate con il nucleo halo 11Be.
E’ stata implementata la nuova facility LITE (LIfe-Time-Experiment) con la quale sarà possibile
effettuare misure di elevata precisione dei tempi di dimezzamento di nuclei alfa emettitori. La finalità
è quella di estrarre informazioni sull’effetto di screening elettronico che influenza la probabilità di
! 50
penetrazione della barriera coulombiana in reazioni a bassa energia tra ioni pesanti.
Prosegue l’attività con i fasci Laser di elevata potenza su piccoli volumi di materia, con lo scopo di
investigare i meccanismi di reazione nucleare e le interazioni fondamentali che li governano in
condizioni estreme di temperatura, densità e di campi elettromagnetici. In particolare lo studio degli
effetti di screening elettronico sulle sezioni di fusione è essenziale per la corretta comprensione di
molti importanti processi astrofisici, prefiggendosi lo studio di un caso fisico rilevante: le reazioni p +
10,11
B.
Con l’intento di studiare i processi fisici coinvolti nell’ambito della nucleosintesi primordiale, si sta
sviluppando la strumentazione per l’allestimento della nuova sala sperimentale EAR2, nell’ambito
della collaborazione internazionale n-TOF operativa al CERN presso l’omonima facility.
L’attività del gruppo LANDIS procede con lo sviluppo di tecniche analitiche innovative basate sull’uso
di raggi X e di particelle cariche, per la caratterizzazione non distruttiva di materiali di interesse nel
settore dei Beni Culturali ed Archeologici, con particolare attenzione alle metodologie in grado di
fornire indicazioni sulla distribuzione elementale dei reperti investigati.
Con lo scopo di implementare una tecnica di diagnostica non-invasiva, basata sulla misura di
luminescenza ultradebole, con applicazioni sia in campo biomedico che di controllo di qualità di
alimenti e acque, è in corso lo sviluppo di strumentazione innovativa per la rivelazione e l'analisi
topologica, temporale e spettrale di fotoni singoli.
E’ in atto uno studio per lo sviluppo di tecniche innovative per il monitoraggio della contaminazione
ambientale mediante sistemi di rivelazione con controllo remoto.
Prosegue l’installazione di sistemi completi di monitoraggio per rifiuti radioattivi (progetto DMNR)
presso depositi di stoccaggio temporanei, in vista del definitivo allestimento del deposito nazionale.
Detti sistemi consentiranno di controllare da remoto e in tempo reale lo stato di conservazione dei
singoli fusti, mappandone nel tempo l’attività radioattiva e riducendo in tal modo al minimo
l’esposizione degli operatori alla radiazione.
Procede proficuamente l’attività di sviluppo di rivelatori innovativi per neutroni termici 3He free, che
ha comportato anche il deposito di un brevetto.
Continua la fase di realizzazione del primo blocco del rivelatore di Km3NeT nel sito di Capo Passero.
E’ in prosecuzione l’attività di sviluppo della sorgente sorgente di ioni a multicarica per Adronterapia,
Aisha.
Continua il coinvolgimento dei LNS nella realizzazione della European Spallation Source.
b.
I LNS nel campo della fisica nucleare saranno impegnati con i differenti apparati ad esplorare
fenomeni che emergono nelle collisioni periferiche dirette in reazioni nucleari, al fine di fornire una
descrizione coerente e microscopica della struttura nucleare, di studiare particolari strutture nucleari
come aloni nucleari o cluster ed i loro effetti sui meccanismi di reazione attorno alla barriera
coulombiana.
Nel triennio 2014-2016 sarà realizzato un importante miglioramento nell’elettronica di CHIMERA, con
la sostituzione con elettronica digitale GET della catena dei CsI del rivelatore. Si procederà inoltre
nella costruzione del correlatore FARCOS con 10 telescopi triplo stadio pronti entro il 2016 e
completamento nel 2018 con 20 telescopi.
Nell'ambito delle attività tecnologiche relative allo spettrometro Magnex, merita rilievo la ricostruzione
dell'elettrodo segmentato del rivelatore di piano focale, ottimizzando così la rivelazione di particelle
leggere.
Nell’ambito di n-TOF verranno realizzati due monitor di fascio di neutroni per la misura del flusso e
del profilo trasverso, entrambi basati su rivelatori a stato solido. Verrà anche realizzato un apparato
sperimentale ad-hoc per la comprensione del problema del 7Li nell’ambito della nucleosintesi
primordiale.
Le misure di interazione laser materia verranno svolte ai LNS tramite l'utilizzo di un laser table-top da
2,5J - 6 ns, per acquisire una dettagliata conoscenza della dinamica di formazione ed espansione del
plasma prodotto da laser e studiare le reazioni all’interno del plasma.
L’attività di LANDIS prevista nel corso del prossimo triennio è indirizzata allo sviluppo di sistemi per
l’imaging elementale in 3D (sistema micro-XRF confocale) e di un sistema per diffrazione con
rivelatori position-sensitive a grande copertura angolare. Saranno inoltre estratti, mediante l’uso di
poli-capillari con funzione di filtri angolari, i primi fasci X dai reattori al plasma sviluppati presso i LNS
(Plasma-reactor e Flexible Plasma Trap).
! 51
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
b.
Amministrativi
12
Tecnici
62
30
c.
Amministrativi
6
Tecnici
5
8
Altro Personale
13
Assegnisti
14
Borsisti
24
Co.Co.Co
1
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
17
13
d.
-
-
MIUR
PON
POR
EU
Commissioni scientifiche nazionali INFN
La principale fonte di finanziamento nel 2013-14 per gli acceleratori è il progetto premiale
MIUR ‘Astrofisica Nucleare’
Le attività INFN-E sono finanziate nell’ambito dell’esperimento HELNEM
Le attività in collaborazione con SOGIN sono finanziate dalla medesima società
! 52
e.
Voce di spesa
Spese generali di
funzionamento
Spese per missioni
Annualità I
5220 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
492 k!
Investimenti
382 k!
Consumo
247 k!
ESS-MIUR
2900 k!
Voce di spesa
AISHA
Annualità I
1350 k!
KM3NeT-IT
18000 k!
EMSO MEDIT
2860 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 53
6.2 Infrastrutture di Ricerca
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO)
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
a.
L’Osservatorio Gravitazionale Europeo, EGO, è stato fondato nel 2000 congiuntamente dall’INFN e
dal CNRS francese con lo scopo di completare la costruzione, mantenere, sviluppare e tenere in
funzione il piu’ grande detector interferometrico Europeo per la ricerca delle onde gravitazionali:
Virgo. EGO registrato come consorzio di diritto privato secondo la legge italiana e’ una estesa
infrastruttura collocata nella campagna a circa 10 chilometri da Pisa.
Il mandato di EGO prevede lo svolgimento di ricerche nel campo gravitazionale di interesse comune
ai Membri, la promozione della cooperazione nel campo della ricerca sperimentale e teorica delle
onde gravitazionali in Europa, lo sviluppo delle tecnologie attraverso Ricerca & Sviluppo, l’attività di
diffusione della cultura scientifica e l’offerta di formazione avanzata per i giovani ricercatori.
L'infrastruttura EGO comprende gli edifici, i laboratori e i servizi necessari per gestire l'interferometro
Virgo ed eventualmente ospitare altri esperimenti e attività di Ricerca & Sviluppo.
Virgo è uno dei tre maggiori interferometri nel mondo, insieme ai due americani LIGO. Virgo ha
raggiunto la sensibilità di progetto e, con i dati raccolti finora insieme a LIGO, ha potuto stabilire
importanti upper limit sull’emissione di onde gravitazionali da parte di sorgenti di natura diversa. I
rivelatori di onde gravitazionali sono attualmente in fase di upgrade per sfruttare tecnologie più
avanzate e realizzare così la seconda generazione di rivelatori interferometrici (fase “advanced”).
Advanced Virgo, attualmente in costruzione, è progettato per aumentare di un fattore 1000 la
probabilità di rivelare le onde gravitazionali, e centrare così uno dei principali obiettivi della fisica
fondamentale degli ultimi 50 anni.
Quasi tutte le componenti del rivelatore sono in fase di miglioramento. Gli isolatori antisismici
saranno resi ancora più efficaci con l’aggiunta di ulteriori elementi e il raffinamento dei controlli attivi,
gli specchi saranno sostituiti con altri che presentano caratteristiche ottiche estreme, frutto di anni di
R&D, adeguate alle nuove specifiche, i sistemi di iniezione del laser e rivelazione del segnale
saranno completamente rinnovati, saranno installati un nuovo laser ad alta potenza ed un sofisticato
sistema di compensazione delle aberrazioni indotte dagli effetti termici, verrà potenziato il sistema di
ultra alto vuoto e tutti gli impianti verranno adeguati per ridurre i rumori secondo vincoli molto piu’
severi degli attuali. Sono state messe in atto le best practice del project management per un
controllo puntuale del budget, del planning e delle performance finali. Il commissioning dello
strumento sara’ effettuato inizialmente sulle singole componenti installate e poi nel 2015 su tutto
l’apparato. I primi run scientifici in coincidenza con Advanced LIGO si svolgeranno nel 2016.
Nel triennio 2014/2016 le attivita’ di EGO/Virgo saranno dunque dedicate principalmente al
completamento della realizzazione di Advanced Virgo, al commissioning dell’esperimento ed ai primi
run scientifici.
EGO è un Consorzio internazionale dalla fondazione essendo frutto di una compartecipazione italofrancese, cui si è aggiunta la partecipazione, quale “Ente Associato”, dell’ente di ricerca olandese
Nikhef, che contribuisce in kind al funzionamento di EGO. Fanno parte della Collaborazione Virgo
anche gruppi polacchi e ungheresi.
EGO/Virgo, essendo una delle tre massime infrastrutture mondiali del settore, ha in atto
collaborazioni scientifiche/tecnologiche con tutti i gruppi internazionali attivi nel settore: i laboratori
americani LIGO, la LIGO Scientific Collaboration, il laboratorio tedesco/britannico GEO600, i centri
giapponesi KAGRA e IRCC, la collaborazione indiana IndIGO, la collaborazione australiana ACIGA.
EGO ha la leadership europea nella progettazione della futura evoluzione della ricerca delle onde
! 54
gravitazionali, come testimoniato dal coordinamento di importanti progetti europei, all’interno del
FP7, in particolare il disegno concettuale dell’osservatorio di terza generazione “Einstein Telescope”
(ET), progetto leader mondiale; EGO sta coordinando anche il proposal europeo per l’integrazione
delle infrastrutture di ricerca (H2020-INFRAIA-2014) nel campo della ricerca delle onde
gravitazionali.
b.
La presente infrastruttura è costituita da due tunnel, ciascuno lungo 3 km sotto ultra-alto vuoto (P=
10-9 mbar risultando il più grande sistema di ultra vuoto in Europa, il secondo nel mondo), due edifici
terminali e un edificio centrale con dieci torri contenenti sofisticati attenuatori per la riduzione del
rumore sismico, attualmente i piu’ efficienti nel mondo, specificatamente concepiti per Virgo e
prodotti in Italia (lo stesso concetto è stato adottato anche dall’interferometro KAGRA in Giappone),
numerose clean room fino alla classe 1, una serie di laboratori specializzati, in particolare in ottica,
elettronica, criogenia e vuoto, impianti per pulizia di componenti da inserire sotto vuoto, officine e
servizi generali.
Le attivita’ di EGO e della Collaborazione Virgo sono quindi centrate sulla progettazione e
costruzione delle nuove componenti che permetteranno il sensibile miglioramento di sospensioni
anti-sismiche, specchi, banchi ottici, laser, elettronica e controlli, ultra alto vuoto. Per questo sono
state sviluppate, anche in collaborazione con aziende italiane, specifiche tecnologie nei settori della
meccanica, ottica ed elettronica. L’alta concentrazione di competenze e infrastrutture tecnologiche
disponibili permettono ad EGO di avere un importante ruolo di alta formazione; attualmente, infatti,
EGO coordina un Initial Training Network (GraWIToN), finanziato dalla commissione europea in FP7,
per la formazione di giovani ricercatori nella scienza e nella tecnologia del mondo delle onde
gravitazionali.
c.
Tipo di personale
Anno 2014
a.
Personale a tempo determinato
3
b.
Personale a tempo indeterminato
45
c.
Altro Personale
Co.Co.Co/Co.Pro.
13
Comandi in Entrata
3
Anno 2015
Anno 2016
Anno “n”
d. Fonti di finanziamento
I Membri del Consorzio EGO, INFN e CNRS, contribuiscono in parti uguali al bilancio annuale,
approvato dal Consiglio di EGO. Nikhef, che ha lo stato di osservatore al Consiglio, contribuisce con
una quota pro-capite per ricercatore.
I contributi al progetto Advanced Virgo sono regolati da MOU firmati dalle Agenzie finanziatrici: INF,
CNRS, Nikhef, Wigner (HU) e Polgrav (PL).
Bilancio ordinario annuale di EGO: 4500 k! da INFN (IT), 4500 k! da CNRS (FR) , 100 k! da Nikhef
(NL).
Costo dell’upgrade ad Advanced Virgo, distribuito sugli anni della costruzione: 24000 k! di cui
7000k! da INFN, 7000k! da CNRS, 2000k! da Nikhef, 8000 k! dal bilancio ordinario di EGO. Si
aggiungono contributi in kind da laboratori polacchi e ungheresi.
! 55
e.
Costo complessivo del progetto (in kEuro)
Finanziamenti a carico INFN
Voce di spesa
Funzionamento
Upgrade Advanced
Virgo
Fellowships, R&D e
investimenti
Annualità 2014
Annualità 2015
Annualità 2016
Annualità “n”
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
1.700 k!
2.800 k!
0.600 k!
Finanziamenti a carico CNRS e Nikhef
Voce di spesa
Funzionamento
Upgrade Advanced
Virgo
Fellowships, R&D e
investimenti
Annualità I
1.700 k!
2.800 k!
0.800 k!
! 56
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
KM3NeT-IT, laboratorio ad alta profondità nel Mar Mediterraneo
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
KM3NeT costituirà la più grande infrastruttura di ricerca ad alta profondità nel Mar Mediterraneo.
Tale struttura, complementare al telescopio IceCube installato nelle profondità dei ghiacci antartici
presso il Polo Sud, ne supererà la sensibilità in modo sostanziale.
L’obiettivo principale di KM3NeT è la ricerca e lo studio di sorgenti di neutrini nella regione di energia
tra il TeV e iI centinaio di PeV. La recente osservazione da parte di IceCube di alcune decine di
neutrini di alta energia di origine cosmica ha di fatto segnato l’inizio dell’astronomia con neutrini
anche se le caratteristiche e la collocazione di IceCube impediscono di fornire risposte definitive sulla
provenienza di questi neutrini. La collocazione di KM3NeT nel Mar Mediterraneo consentirà di
osservare la quasi totalità della regione del piano galattico (incluso il centro galattico) dove è
localizzata la maggior parte delle sorgenti candidate e, grazie alle sue caratteristiche di risoluzione
angolare, di individuare univocamente le sorgenti di produzione.
Grazie al suo elevato potenziale scientifico KM3NeT è inclusa dal 2006 nella roadmap di ESFRI tra
le infrastrutture di interesse pan-europeo.!
KM3NeT sarà costituita da un insieme di strutture verticali (Detection Units) alte circa 700 m
installate a grande profondità (circa 3500 m) nel Mar Mediterraneo. Ogni struttura alloggia i sensori
ottici per la rivelazione della luce prodotta dalle particelle originate nelle interazioni di neutrino
nell’acqua ed anche la strumentazione necessaria al monitoraggio continuo delle proprietà
dell’acqua. Circa 10000 moduli ottici saranno necessari per strumentare il volume di acqua richiesto
di circa 5 km3. L’alimentazione del rivelatore e il trasferimento dei dati saranno effettuati attraverso
una rete di cavi elettro-ottici e da nodi di raccolta e distribuzione (Junction Boxes) che convergeranno
poi su un cavo elettro-ottico principale che connette l’infrastruttura off-shore con la stazione di terra.
Le operazioni di posa e manutenzione saranno effettuate tramite robot controllati dalla superficie in
grado di operare a grande profondità. Considerazioni di tipo logistico e tecnologico hanno portato alla
definizione di uno schema a blocchi, ciascuno composto da un centinaio di Detection Units e relativo
cavo elettro-ottico di connessione a terra. Le prestazioni di questa soluzione a cluster sono state
studiate tramite simulazioni numeriche che non hanno messo in evidenza alcuna controindicazione
in termini di prestazioni del rivelatore (sensibilità, potenziale di scoperta). I blocchi possono essere
installati a distanze della decina di km o anche su diversi siti. Le opportunità di reperimento di fondi
anche su base regionale fanno si che l’opzione a nodi distribuiti su diversi siti sia preferibile. Uno di
questi nodi, comprendente due blocchi di circa 100 detection units ciascuno, sarà installato in Italia e
nella sua configurazione finale costituirà almeno un terzo di KM3NeT. Il rivelatore sarà installato a
3500 m di profondità 80 km al largo di Capo Passero su un sito individuato come ottimale e
caratterizzato e monitorato da una collaborazione INFN negli ultimi dieci anni.
L’INFN ha già realizzato sul sito un’infrastruttura comprendente una stazione di terra, un sistema di
potenza e un cavo elettro-ottico sottomarino con convertitore DC/DC da 10 kW già operativi. Nel
corso del 2013 è stato installato a 3500 m di profondità e connesso all’infrastruttura un prototipo di
! 57
struttura di rivelazione con lo scopo di validare alcune soluzioni tecnologiche e allo stesso tempo
monitorare le caratteristiche del sito. I circa 10 mesi di dati finora raccolti confermano le
caratteristiche eccellenti del sito.!
La stazione di terra è inoltre collegata tramite un link ottico a 10 Gbit/s ai Laboratori Nazionali del
Sud. Da qui i dati saranno distribuiti in tempo reale a tutti i membri della collaborazione europea.
La prima fase di costruzione della rete di fondo e delle prime Detection Units è stata avviata grazie al
finanziamento del progetto KM3NeT-Italia sul PON 2007-2013 “Ricerca e Competitività”. Questa fase
sarà completata entro il 2014. Nel 2015 potrebbe quindi iniziare la seconda fase che consentirebbe
in circa tre anni di completare il nodo italiano di KM3NeT.
Un rivelatore di queste dimensioni consentirebbe non solo di confermare la recente scoperta di
IceCube ma anche di fornendo ulteriori preziose informazioni sull’origine di questi neutrini.
L’infrastruttura KM3NeT è inoltre compatibile e sinergica con attività legate a scienze della terra e
marine nel cui campo sono stati già avviati contatti e collaborazioni. In particolare sono previsti
esperimenti in sinergia con EMSO che è un’altra grande infrastruttura europea inserita in ESFRI che
prevede la realizzazione di una rete di osservatori sottomarini per le scienze della terra e del mare.
Nove strutture INFN, tra cui due laboratori nazionali, partecipano al progetto. Attività in
collaborazione con l’INGV sono già in corso e altre in programma. La collaborazione internazionale
KM3NeT comprende circa 30 istituti da 10 paesi europei. Per la realizzazione della fase 1 del
progetto sarà a breve siglato un Memorandum of Understanding. Per la fase successiva
dell’infrastruttura europea KM3NeT è prevista la costituzione di un ERIC.!
c. Personale Impiegato (FTE*)
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
10
25
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
30
Assegnisti
5
Borsisti
5
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
5
30
! 58
d.
Il costo complessivo di KM3NeT (6 building blocks) è stimato tra 220000 k! e 250000 k!.
Il costo per la realizzazione del nodo italiano corrispondente a 1/3 del rivelatore è stimato quindi in
circa 80000 k!.
Questi costi non includono l’infrastruttura di base (stazione di fondo, cavo elettro-ottico che connette
le stazioni on e off shore, ") che sono state finanziate precedentemente dall’INFN con un
finanziamento complessivo di 7000 k!.
Sul bando PON 2007-2013 sono stati finanziati 21000 k! per la costruzione della prima parte del
nodo italiano di KM3NeT. Inoltre 2000 k! sono stati stanziati per l’infrastruttura nell’ambito del FOE
2010 e 2011.
Il budget attualmente a disposizione corrisponde a circa un quarto del costo del nodo italiano.
Ulteriori fondi (circa 60000 k!) sono quindi necessari per il completamento del progetto. La maggior
parte di questi fondi saranno necessari nel periodo 2015-2018 in particolare per l’espansione della
rete di fondo e la costruzione delle Detection Units rimanenti.
e.
Voce di spesa
Annualità I
Annualità II
2000k!
Annualità III
2000 k!
Annualità “n”
Voce di spesa
PON KM3NeT-IT
Fondi strutturali
Annualità I
18000 k!
Annualità II
10000 k!
Annualità III
Annualità “n”
10000 k!
! 59
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Progetto “Selective Production of Exotic Species” (SPES), produzione in
linea di ioni radioattivi
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
Cruciale per il futuro del laboratorio LNL è il progetto SPES, sigla di "Produzione Selettiva di Specie
Esotiche". Il progetto è centrato sullo sviluppo di un sistema di seconda generazione per produzione
in linea di ioni radioattivi (sistema ISOL,) finalizzato alla ricerca fondamentale in fisica nucleare e ad
applicazioni interdisciplinari in settori diversi, che vanno dalla produzione di radionuclidi di interesse
medico alla generazione di neutroni per lo studio dei materiali e applicazioni in campo medico.
Le fasi alfa, beta e gamma devono completarsi nel prossimo triennio.
!
Il progetto si articola in quattro fasi:
SPES-alfa, già approvato e finanziato dall'INFN per 20000 kEuro, include, l'acquisizione,
l’installazione e la messa in funzione di un ciclotrone ad alte prestazioni con elevata corrente di
uscita (~ 0.7mA) e alta energia (fino a 70 MeV), insieme con le relative infrastrutture per il ciclotrone
e le stazioni sperimentali. Il ciclotrone sarà dotato di due porte di uscita che dividono la corrente
totale in due fasci di protoni azionati contemporaneamente, una configurazione adatta per la doppia
missione del laboratorio: ricerca di base e applicazioni tecnologiche. Uno dei due fasci sarà dedicato
alla struttura ISOL, il secondo sarà dedicato alle applicazioni. Il ciclotrone produrrà ioni radioattivi
ricchi di neutroni come risultato dalla collisione di protoni su un bersaglio di uranio.
In SPES-beta questi nuclei ricchi di neutroni verranno accelerati e quindi mandati ad urtare contro
altri bersagli, dove si produrranno nuovi nuclei, come quelli che sono generati nelle fasi avanzate
dell’evoluzione stellare e non esistono naturalmente sulla Terra a causa della loro breve vita.
Lo studio di questi sistemi rappresenta una nuova frontiera della fisica per estendere la conoscenza
delle forze nucleari in condizioni estreme e per avere informazioni di base necessarie per studiare
l'evoluzione stellare.La fase di accelerazione sfrutterà il sistema di acceleratori ALPI-PIAVE, già
installato presso i LNL, che sarà opportunamente potenziato. SPES-beta è sviluppato nel quadro di
intense collaborazioni nazionali ed internazionali. A questo proposito, e’ operativo l’accordo LEA
(Laboratori Europei Associati) che prevede SPES e il progetto francese Spiral2 come partner di una
attività congiunta. SPES-beta è stato approvato ma non ancora completamente finanziato dall'INFN;
ha ottenuto un finanziamento di 5600 kEuro nell’ ambito dei progetti premiali 2011
SPES-gamma riguarda la produzione di radionuclidi di interesse medico utilizzando il ciclotrone di
SPES-alpha. Lo scopo principale è la produzione di radio-farmaci di tipo innovativo (come ad
esempio quelli basati su Sr-82/Rb-82 e Ga-68/Ge-68), nonché la produzione di radionuclidi
convenzionali con nuovi approcci basati sull’uso di acceleratori. A tale riguardo lo stato metastabile
del tecnezio-99 è di particolare interesse. Sfruttando il ciclotrone e l'infrastruttura prevista da SPESalfa, si può costruire un centro per la produzione di radioisotopi di interesse medico con costi limitati,
realizzando un’importante sinergia tra ricerca di base e applicata. Il progetto è collegato ad altre
infrastrutture internazionali per lo sviluppo innovativo di radioisotopi come il centro Arronax a Nantes.
Questa fase del progetto SPES , presentata al ministero per il finanziamento da parte dell’INFN e
del CNR e con il supporto di un partner privato, e’ stata approvata come progetto premiale 2012
sotto il nome LARAMED (Laboratorio per radionuclidi di interesse medico).
SPES-delta prevede lo sviluppo di sorgenti di neutroni da acceleratore. Per questo ruolo si puo’
! 60
considerare il ciclotrone (progetto NEPIR), ovvero un acceleratore lineare ad alta intensità basato
su una particolare tecnologia acceleratrice chiamata quadrupolo a radiofrequenza (RFQ), Per
questa strada si possono avere fasci con una corrente di 30 mA ad una energia di 5 MeV. Questo
acceleratore può essere utilizzato come una sorgente di neutroni estremamente intensa con diverse
applicazioni che vanno dagli studi di astrofisica nucleare alla caratterizzazione dei rifiuti nucleari, alla
terapia sperimentale per tumori basata sulla cattura di neutroni da parte del boro (BNCT). Per lo
sviluppo di questo progetto è stato firmato un accordo tra SOGIN, Università di Pavia e INFN. Con il
nome MUNES (Multidisciplinary neutron source) il progetto è stato approvato dal MIUR nell’ambito
dei progetti premiali 2011 e finanziato per 6000 kEuro.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
15
30
Amministrativi
c.
Tecnici
5
10
Altro Personale
Assegnisti
5
Borsisti
5
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
5
5
d.
Il progetto SPES e’ stato avviato con fondi del bilancio ordinario dell’INFN, che vi ha investito oltre
20000 kEuro. Il progetto per la realizzazione di una infrastruttura per fasci di ioni radioattivi (fasi alfa
+ beta) ha beneficiato di un finanziamento premiale MIUR-2011 per 5600 kEuro. Sono da reperire
ulteriori 20000 kEuro per il completamento della facility di fasci di ioni radioattivi.
Per la fase gamma, (radioisotopi ad uso medico), il MIUR ha approvato il progetto premiale 2012
LARAMED, per 7000 kEuro.
Per il completamento della facility per radioisotopi ad uso medico, per circa 13000 kEuro, e’
necessario ricorrere al finanziamento da parte di un partner privato.
! 61
e.
Il costo delle fasi alfa+beta (Fasci di ioni radioattivi), e’ di 50000 kEuro, di cui circa 30 gia’ investiti.
Nel corso del triennio sono da reperire circa 20000 kEuro per il completamento di queste fasi.
Il costo della fase gamma (radioisotopi per uso medico) e’ stimato in 20000 kEuro, di cui 7000 sono
acquisiti tramite progetto premiale 2012 ; per gli altri si attende l’impegno di un partner privato.
Voce di spesa
Alfa + beta
gamma
Annualità I
8000 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
2000 k!
Voce di spesa
Finanziamenti privati
Annualità I
3000 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 62
6.5
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
CNAF, centro nazionale dedicato alla ricerca e allo sviluppo nel campo
delle discipline informatiche e telematiche
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Il CNAF intende perseguire i seguenti obiettivi strategici, anche in collaborazione con altri soggetti
pubblici e privati:
! sviluppo di collaborazioni nazionali e internazionali nell'ambito del calcolo e dello storage
distribuito. In particolare esse si realizzeranno all'interno di progetti strutturali nazionali
(DHTCS; Smart Cities) ed europei (Horizzon 2020) attraverso accordi con istituzioni
scientifiche nazionali ed estere, e con soggetti privati.
! ottimizzazione dell'utilizzo delle risorse e dei relativi consumi energetici, da ottenersi
sfruttando il paradigma del Cloud computing and storage. Su questo punto il CNAF ha una
posizione di leadership da diversi anni, che intende mantenere e sviluppare;
! definizione di una architettura e di una implementazione di riferimento per la conservazione
a lungo termine dei dati scientifici e delle relative applicazioni;
! definizione di nuovi framework di calcolo e di software per gli esperimenti di fisica a cui
partecipa l'INFN, in stretta collaborazione con i reparti di calcolo distribuito e con il centro di
calcolo Tier1;
! sviluppo di una rete di conoscenze estesa a tutto l'ente per il miglioramento della qualità del
software sviluppato ed utilizzato al suo interno;
Il CNAF ospita e gestisce il centro per l'elaborazione di dati scientifici su larga scala denominato
Tier1, in riferimento alla funzione di nodo di riferimento nazionale che svolge per gli esperimenti
LHC. E’ una delle principali infrastrutture di ricerca a servizio della comunità della ricerca nazionale
e delle collaborazioni scientifiche internazionali a cui partecipa l'INFN.Il Tier1, con gli analoghi
centri Europei raccolti nella collaborazione WLCG (Worldwide LHC Computing Grid), costituisce
un insieme di grandi centri di calcolo strettamente inter-operanti fra loro, che svolgono una
funzione di primaria importanza per la ricerca scientifica in Europa. Grossi investimenti della
comunità europea, ad iniziare dal quinto programma quadro, hanno permesso di progettare il
middleware GRID che agisce da “collante” funzionale tra questi centri. L'infrastruttura Grid,
integrata a livello internazionale nell'European Grid Initiaitve (EGI), permette ai ricercatori di
distribuire in modo trasparente ed efficiente dati e compiti di elaborazioni fra gli oltre 200 centri di
calcolo disponibili a livello mondiale per la fisica e le altre discipline scientifiche.
Tier1
ll Tier1 è il principale centro di calcolo scientifico dell’INFN. L’attuale infrastruttura del Tier1, pur
ospitando una quantità cospicua di risorse sia in termini di potenza di calcolo (~185000 HS06 per
un numero di processi, “job”, eseguibili simultaneamente pari a ~18,000) che di storage (13 PB su
disco e 16 PB su libreria a nastri nel 2013), potrebbe accogliere un quantitativo di risorse ben
! 63
superiore. Infatti, gli impianti tecnologici, completamente ridondati, sia in termini di erogazione di
potenza elettrica che frigorifera, possono erogare una potenza elettrica complessiva fino a 5 MW
(3,4 MW in continuità assoluta), sono attualmente sottoutilizzati. Nel corso del 2012 è stata
potenziata la libreria a cassette magnetiche con l’installazione di drive di nuova generazione
quintuplicandone la capacità: la libreria può ora ospitare fino a 80 PB di dati online.
Le risorse di calcolo dei differenti esperimenti sono gestite centralmente da un unico sistema di
code (di norma ogni esperimento ha almeno una coda dedicata) ed assegnate dinamicamente agli
esperimenti, tramite il meccanismo del fair share, in base a pesi prestabiliti, proporzionali ai
finanziamenti decisi dalle commissioni scientifiche. La gestione unitaria delle risorse di calcolo
rende possibile il pieno utilizzo della CPU disponibile per più del 95% del tempo con un’efficienza
(tempo di CPU usato su tempo di attesa) pari al 85%.
L’infrastruttura di storage è basata su standard industriali, sia a livello di connessioni (tutti i diskserver ed i sistemi disco sono interconnessi tramite una rete dedicata, la Storage Area Network),
che di accesso ai dati (i dati sono residenti su file system paralleli, tipicamente uno per ogni
esperimento principale). Questo ha permesso l’implementazione di un sistema di accesso ai dati
completamente ridondato da un punto di vista hardware e capace di prestazioni molto elevate. Allo
stato attuale, la banda passante complessiva, tra la farm di calcolo e lo storage, è di ~60 GB/s
rendendo possibile estendere la tipologia di uso del centro ai processi di analisi utente tipicamente
con requisiti molto più stringenti in termini di accesso ai dati rispetto alle produzioni organizzate.
Attualmente, 20 collaborazioni scientifiche usano le risorse del Tier1: oltre ai già citati esperimenti a
LHC, vi sono esperimenti afferenti a CSN1 (Bell2. LHCf, CDF, KLOE e recentemente anche NA62),
CSN2 (AMS, ARGO, Auger, Borexino, FERMI/GLAST, Gerda, ICARUS, MAGIC, PAMELA,
Xenon100, VIRGO) e dal 2014 anche CTA ed opera e CSN3 (AGATA).
All’interno della struttura del Tier1 sono anche ospitati il Tier2 italiano di LHCb (le risorse in questo
caso sono completamente condivise con quelle del Tier1) ed un Tier3 della Sezione di Bologna,
oltre ad altri servizi di interesse nazionale per l’INFN (si veda ad es. il Sistema Informativo). Nelle
sale del Tier1 è ospitato uno dei nodi più importanti della rete della ricerca italiana (GARR): è stato
uno dei primi, nel corso del 2012, a migrare alla nuova infrastruttura basata su fibre spente (GARRX).
Oltre al normale accesso alla rete della ricerca italiana, che permette, tramite la rete GEANT, il
collegamento alle reti della ricerca europee e mondiali, la connettività con il Tier0 al CERN e con gli
altri centri Tier1 di WLCG è assicurata dalla rete dedicata LHCOPN alla quale il CNAF accede con
un collegamento ridondato a 20 Gbps. E’ inoltre stata realizzata un’ulteriore rete, LHCONE, per
l’interconnessione con i principali TIER2 di WLCG.
Inoltre, la nuova rete GARR-X renderà possibile, se necessario, un collegamento a 100 Gbps con il
CERN. Grazie a questa infrastruttura di rete il Tier1 può gestire il servizio di trasferimento dei dati
per i siti WLCG italiani.
Principali attività a carattere scientifico e tecnologico
Il CNAF, oltre a garantire l'operatività delle infrastrutture informatiche che ospita, conduce attività di
sviluppo e di innovazione tecnologica nel campo ICT, partecipando a progetti in sede nazionali ed
internazionale. Recentemente si è dedicato in particolare ai seguenti aspetti, tutti legati a
prospettive di incremento dell'efficienza nell'utilizzo delle risorse e nella ricerca di collaborazioni
che migliorino la sostenibilità dei progetti dell'Ente:
# studio e realizzazione di nuove architetture di calcolo e storage;
# applicazioni di prototipi di architetture CPU many-core nella simulazione e nell'analisi di dati
prodotti da esperimenti di fisica a cui partecipa l'INFN;
# implementazione di architetture scalabili di virtualizzazione per il calcolo scientifico e per la
realizzazione di servizi informatici di uso generale;
# partecipazione a collaborazioni nazionali ed internazionali con soggetti pubblici e privati
nell'ambito della Grid e del Cloud computing. Tali progetti hanno portato ad attive
collaborazioni di scambio tecnologico con soggetti pubblici e privati e ad un miglioramento
ed incremento dei servizi forniti agli utilizzatori dei servizi di calcolo e storage forniti
! 64
dall'INFN.
Il CNAF ha inoltre sempre svolto un’attività di coordinamento e di centralizzazione della gestione di
contratti nazionali di manutenzione hardware e di acquisizione e distribuzione di pacchetti software,
con lo scopo di cercare di garantire un trattamento omogeneo per tutte le strutture interessate, di
riuscire ad ottenere condizioni contrattuali ed economiche più vantaggiose rispetto a quelle che si
avrebbero con una trattativa individuale e non ultimo, di razionalizzare l'uso del software anche
diminuendo i pacchetti a disposizione.
Questa attività di coordinamento ha subito una forte accelerazione nell’ultimo periodo e si sono
concretizzati numerosi nuovi contratti nazionali di interesse soprattutto per i servizi di progettazione
ed officina meccanica dell'Istituto, con un evidente risparmio sui costi rispetto a qualche anno fa. Al
momento sono quasi trenta i contratti gestiti centralmente (fra questi ricordiamo quelli riguardanti il
software di gestione delle farm di calcolo ed il sistema di gestione dello storage in uso al Tier1 ed in
altri centri dell’INFN) e sono allo studio nuove iniziative di accordi relativi ad ulteriori pacchetti
software di interesse per diverse sedi.
Principali collaborazioni nazionali ed internazionali
Il CNAF ha partecipato negli anni, a diverse collaborazioni internazionali costituite per la
realizzazione di progetti di sviluppo nel campo informatico.
I progetti Europei connessi a GRID hanno permesso al solo INFN, di ottenere, nel periodo 200110, un finanziamento complessivamente superiore a 22 Milioni di Euro (su 31 progetti approvati)
che, aggiunto a quelli degli altri enti di ricerca e consorzi (ad esempio il finanziamento ottenuto dal
Dipartimento ISTI del CNR), rappresentano il livello più alto di finanziamento ottenuto da un singolo
paese dalla Commissione Europea (CE) in questo decennio in questo campo.
Il CNAF collabora attualmente in ambito nazionali ed internazionali partecipando a:
# la collaborazione Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) che gestisce l’infrastruttura di
calcolo, basata su tecnologie grid, al servizio degli esperimenti a LHC
# il progetto DHTCS
# il progetto europeo European Grid Infrastructure (EGI)
# collaborazione con la Regione Marche per la definizione e lo sviluppo di servizi di cloud
computing per la Pubblica Amministrazione
# il progetto Smart Cities Open City Platform
# il progetto Smart Cities Cagliari2020
# il progetto premiale !CHAOS
In aggiunta a tali collaborazioni in essere, si prevede di collaborare a ulteriori bandi di interesse
nazionale, di partecipare a bandi europei, di sviluppare le connessioni con le imprese interessate
ad obiettivi legati all'informatica (in particolare distribuita) e di rafforzare la collaborazione con altri
enti di ricerca nazionali ed internazionali.
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
7
Amministrativi
1
11
! 65
b.
c.
Amministrativi
1
Tecnici
10
14
Altro Personale
Assegnisti
11
Borsisti
2
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
1
Dottorandi
d.
d.
#
#
#
#
#
e.
INFN
MIUR
Comunità Europea
Consorzio EGO
Regione Marche
Voce di spesa
Spese generali di
funzionamento
Missioni
Investimenti
Consumo
Annualità I
1000 K!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
100 K!
1200 K!
725 K!
! 66
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Laboratorio di Tecniche Nucleari Applicate ai Beni Culturali (LABEC)
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Il laboratorio LABEC è una grande struttura della Sezione di Firenze, che occupa locali del
Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di complessivamente oltre 1500 m2. E’ basata
come strumento principale su un acceleratore di particelle di tipo Tandem, da 3 milioni di Volt di
tensione massima di terminale, col quale si effettuano numerose importanti applicazioni
interdisciplinari di tecniche della fisica nucleare, di notevole impatto sociale e culturale.
Nato inizialmente per applicazioni nel campo dei Beni Culturali, grazie alla versatilità delle
attrezzature e all’originalità delle tecniche sviluppate, ha progressivamente esteso il campo di
applicazioni anche al settore dei problemi ambientali (di particolare importanza e attualità il
controllo della qualità dell’aria con la misura della composizione delle polveri fini in atmosfera), alla
geochimica, alla scienza dei materiali in generale.
L’acceleratore Tandem del LABEC consente sia misure di Accelerator Mass Spectrometry (AMS) –
in particolare datazioni archeologiche col metodo del 14C – che di Ion Beam Analysis (IBA) per
sofisticate determinazioni non distruttive di composizione di materiali.
La caratteristica peculiare del LABEC è quella di svolgere un’estesa attività di ricerca e sviluppo di
nuove tecnologie nucleari applicative (finanziata dall’INFN attraverso la Commissione Scientifica
Nazionale 5), grazie alla quale si possono mantenere costantemente ai massimi livelli le attività più
standard “di servizio” svolte a favore di dipartimenti universitari e altri Enti pubblici nel campo delle
scienze umane, Sovrintendenze, Enti di tutela del patrimonio culturale, Enti di tutela della salute e
dell’ambiente.
Per quanto concerne queste attività “di servizio”, il LABEC continua a produrre annualmente oltre
duecento datazioni 14C di reperti archeologici o storici, soprattutto nell’ambito di collaborazioni con
gruppi di studiosi del settore ed enti di tutela; partecipa a campagne di indagini diagnostiche
preliminari al restauro di opere d’arte di ogni tipologia; effettua migliaia di misure di composizione
delle polveri fini in atmosfera, nel’ambito di campagne di monitoraggio della qualità dell’aria in
collaborazione con Agenzie di protezione ambientale, in Italia e all’estero.
Riguardo alle attività di ricerca e sviluppo, invece, al LABEC si sono realizzati negli ultimi anni
numerosi canali di fascio e nuovi set-up di misura, taluni con caratteristiche pionieristiche e tuttora
uniche nel panorama mondiale: sono correntemente usati fasci estratti in atmosfera (una tecnica
introdotta proprio dai ricercatori del LABEC, poi divenuta uno standard a livello internazionale in
particolare per le analisi sui Beni Culturali), anche con dimensioni micrometriche e sistemi di
scansione, per ricavare non distruttivamente non solo la composizione di un campione ma anche la
distribuzione spaziale delle sue componenti; sistemi di fasci a impulsi brevissimi, un centinaio di
picosecondi; sistemi di microfasci estratti di intensità controllata fino a poche particelle al secondo,
con scansione su bersagli per effettuarne ad esempio una sorta di “radiografia” con particelle.
Grazie ad alcune di queste realizzazioni, presso il LABEC si svolge anche una intensa attività di
supporto per esperimenti di fisica nucleare basati in altri e più grandi laboratori sia nazionali che
all’estero, ad esempio test preliminari di rivelatori e misure di danno da radiazione.
Oltre alle attività portate avanti usando le tecniche che usano l’acceleratore, di recente all’interno
del LABEC si sono sviluppate anche strumentazioni portatili altamente competitive per la
diagnostica dei Beni Culturali, per venire incontro all’esigenza che spesso si presenta di analizzare
opere inamovibili, ad esempio le pitture murali. Sfruttando le ampie competenze sviluppate con le
! 67
tecniche di acceleratore, si sono “trasferite” alcune soluzioni applicative anche alla strumentazione
portatile. Si è realizzato ad esempio un innovativo sistema per le analisi di fluorescenza X con
strumentazione portatile, che supera le tradizionali limitazioni di questo tipo di strumentazioni
riuscendo a estenderne la capacità analitica nelle misure di composizione dei materiali anche agli
elementi a numero atomico basso, fino al sodio.
L’acceleratore Tandem da 3 MV del LABEC è dotato di tre sorgenti di ioni, una delle quali dedicata
esclusivamente a misure di Accelerator Mass Spectrometry (AMS); in queste misure l’acceleratore
Tandem è utilizzato come uno spettrometro di massa ultra-sensibile per misurare l’abbondanza
14
10
26
relativa di isotopi rari. La linea AMS del Labec è equipaggiata per poter misurare C, Be, Al,
129
I. Nel campo dei Beni Culturali, la spettrometria di massa con acceleratore trova la sua
principale applicazione nella datazione di reperti di origine organica con il metodo del
14
radiocarbonio ( C); grazie a questa tecnica è possibile datare campioni anche con massa molto
piccola (tipicamente, al LABEC, ~1 mg di carbonio). Si possono datare campioni di età fino a
50000 anni circa; nel caso di campioni risalenti al periodo storico, è possibile determinarne l’età
con un errore anche minore di ± 40 anni.
Le altre due sorgenti possono essere utilizzate per produrre ogni genere di fascio (dai protoni agli
ioni pesanti) e sono impiegate per lo studio del danneggiamento da radiazione dei materiali, test di
rivelatori, ma soprattutto in applicazioni di Ion Beam Analysis (IBA). Le tecniche IBA consentono di
analizzare in maniera non distruttiva la composizione di un campione, utilizzandolo come
bersaglio per un fascio di particelle cariche accelerate. Rivelando i prodotti dell’interazione fra le
particelle del fascio e gli atomi (o i nuclei) del bersaglio è possibile riconoscere e quantificare gli
elementi presenti nel campione. Come detto, al LABEC negli ultimi anni sono stati sviluppati e
messi a punto nuovi canali di fascio e set-up di misura con caratteristiche pionieristiche.
Le linee di fascio IBA (ad oggi ce ne sono sei indipendenti) sono dotate di rivelatori per misure
PIXE (Particle Induced X-ray Emission), PIGE (Particle Induced X-ray Emission), PESA (Particle
Elastic Scattering Analysis), IBIL (Ion Beam Induced Luminescence).
Presso il LABEC sono presenti anche diversi laboratori di supporto: preparazione di campioni per
misure AMS, elettronica, rivelatori, test componenti per ultra-alto vuoto.
Oltre a quelle che richiedono l’uso dell’acceleratore, sono state sviluppate anche innovative
tecniche di analisi di materiali con strumentazione portatile, che hanno ulteriormente accresciuto il
potenziale applicativo del laboratorio nella diagnostica non invasiva dei beni culturali, consentendo
misure in situ su opere inamovibili quali pitture murali o altre opere di grandi dimensioni o
particolarmente delicate per le quali sia sconsigliata la movimentazione.
I principali sviluppi previsti nei prossimi tre anni riguardano:
1) Coordinamento dell’integrazione della rete di Beni Culturali dell’INFN con altre realtà di
competenze complementari negli EPR e nelle Università per quanto riguarda la Scienza e le
Tecnologie applicate alla diagnostica dei Beni Culturali (BBCC) e agli interventi per la loro
conservazione e salvaguardia in un’unica infrastruttura di ricerca per la diagnostica
avanzata, la conservazione e il restauro dei BBCC. Le attività di ricerca tecnologica già
esistenti a livello di eccellenza nazionale e internazionale in questo settore, sia nell’INFN
che in vari altri Enti e Università, dovranno ulteriormente svilupparsi e contemporaneamente
favorire l’inserimento delle parti interessate nei processi di sviluppo strumentale e
metodologico. Lo scopo è armonizzarne le attività di ricerca a livello nazionale, ottimizzando
l'impiego delle risorse, migliorando la qualità dei prodotti, in termini scientifici, industriali,
commerciali. Il risultato sarà una maggiore competitività dell’Italia nel settore Social
Sciences and Humanities, e del patrimonio culturale. Si promuoverà quindi l’aggregazione
di gruppi di ricerca complementari e competitivi intorno ai grandi temi (diagnostica,
monitoraggio, autenticazione, conservazione, fruizione), che sono oggi le sfide maggiori che
la società nazionale ed europea si trova oggi ad affrontare in questo settore. Saranno
sviluppate nuove metodologie per la datazione diretta o indiretta e per l’autenticazione di
opere d’arte, di reperti archeologici, etc., tecnologie per il controllo dell’inquinamento indoor
in ambienti museali, per la migliore conservazione di opere e manufatti complessi in
ambienti confinati, di tecnologie per la protezione del patrimonio archeologico e artistico dai
rischi di danneggiamento antropico e naturale: ad esempio, tramite il monitoraggio - con
tecniche varie tra cui quelle “nucleari” - dell’inquinamento atmosferico outdoor in aree
! 68
prossime a monumenti e parchi archeologici. Promuoveremo il coordinamento unitario delle
linee di ricerca, delle proposte di sviluppo e trasferimento tecnologico e verrà intensificato il
supporto a musei e istituzioni di tutela del patrimonio.
2) Sviluppo e applicazioni di tecniche di analisi nucleari con acceleratori per lo studio ad alta
sensibilità del particolato atmosferico (le cosiddette “polveri fini”, o PM), sia per la stima
dell’impatto sanitario, che per il riconoscimento delle “sorgenti” dell’inquinamento, sia infine
per il suo effetto sui cambiamenti climatici globali. Le attività di ricerca in ambito INFN svolte
a Firenze, già affermate a livello di eccellenza internazionale in questo settore dovranno
integrarsi e armonizzarsi con quelle di realtà complementari in altri EPR e Università,
favorendo l’ottimizzazione delle risorse e il miglioramento della qualità dei risultati scientifici.
Il risultato sarà una migliore competitività dell’Italia a livello europeo sui temi dell’ambiente e
dei cambiamenti climatici, oggi di rilevante interesse e grande attualità. Verranno
ulteriormente sviluppate tecnologie e metodologie di analisi ad alta sensibilità e alta
risoluzione temporale per lo studio dell’inquinamento da particolato atmosferico mediante
tecniche nucleari, tra cui proprio le tecniche di Ion Beam Analysis e la spettrometria di
massa con acceleratore. Oltre a promuovere, come detto, l’aggregazione di gruppi di ricerca
complementari intorno al tema dello studio della qualità dell’aria e degli effeti
dell’inquinamento da particolato atmosferico sulla salute e sul clima, verrà promosso
l’acccesso alle strutture di ricerca del LABEC da parte di gruppi esterni, italiani e stranieri,
sia facenti parte di organismi di ricerca che di Enti preposti alla protezione ambientale. Lo
scopo finale sarà l’identificazione e la comprensione delle sorgenti di inquinamento da
particolato atmosferico, sia di origine antropica che naturale, e un miglioremento della
comprensione degli effetti del particolato sul clima e sulla salute, grazie all’accesso a
tecniche di analisi ad alta sensibilità quali quelle nucleari.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
1
3
Amministrativi
Tecnici
c.
1
Altro Personale
5
Assegnisti
Borsisti
1
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
6
11
d.
! 69
d.
FOE (diretto da Giunta tramite Sezione FI + trasferimento INFN a Università + esperimenti V
Commissione) + conto terzi + progetti regionali /europei
e.
Voce di spesa
Annualità I
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
150 k!
Voce di spesa
Progetti regionali
Conto terzi da misure
di aerosol
Annualità I
80 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
30 k!
! 70
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata (LASA)
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Il LASA, Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata, è stato fondato nel 1987 presso
l’INFN di Milano per la costruzione del Ciclotrone Superconduttore CS K800. La sua missione
principale oggi è quella di sviluppare, in collaborazioni internazionali, i grandi acceleratori di
particelle basati sui sistemi superconduttori per l’accelerazione (cavità RF) e la guida (magneti) dei
fasci. Questa attività ha portato negli anni allo sviluppo di applicazioni multidisciplinari, sia medicali
con acceleratori, sia di dosimetria che di produzione di radionuclidi presso il laboratorio di
radiochimica.
Il LASA è infine attivo nel campo della divulgazione scientifica su temi di radioattività ambientale
presso le scuole e il pubblico.
b.
Temi principali di ricerca attivi al LASA
Sistemi di accelerazione superconduttivi per elettroni. Il LASA ha la responsabilità della gestione
tecnico scientifica della partecipazione italiana, tutta in kind, al progetto ESFRI “European XFEL”.
L’attività si svolge attraverso la partecipa responsabile a vari Work Package tra i quali i più
significativi riguardano la realizzazione con l’industria nazionale di metà delle 800 cavità
superconduttive di accelerazione e una buona parte dei 100 criomoduli che le contengono, nonché
lo sviluppo e la realizzazione del sistema di terza armonica che linearizza lo spazio-fasi
longitudinale del fascio di elettroni all’uscita dell’iniettore.
Cavità superconduttive per protoni. Sviluppo delle cavità superconduttive ad alto beta per il
progetto della European neutron Spallation Source ESS.
Magneti superconduttori. Sviluppo, progettazione, costruzione e collaudo di magneti
superconduttori “fast cycled” per il GSI e di magneti superconduttori per la regione di interazione di
HL-LHC. Studio dei sistemi di quench per i magneti e le linee di trasferimento superconduttive per
HL-LHC.
Fotocatodi. Sviluppo e produzione di fotocatodi per sorgenti di fasci di elettroni ad altissima
brillanza necessari per la produzione di radiazione X coerente. I fotocatodi prodotti al LASA
rappresentano lo stato dell’arte e sono usati presso la facility FLASH a DESY, Fermilab, DESYPITZ e LBNL.
Radionuclidi. Ottimizzazione della produzione di radionuclidi ad alta attività specifica mediante
acceleratori di particelle per applicazioni mediche di diagnostica, di radioterapia metabolica e per
applicazioni ambientali in collaborazione con il centro di produzione di radioisotopi ARRONAX a
Nantes e il JRC di Ispra. Sono inoltre attivi studi di nanotossicologia.
Applicazioni multidisciplinari e medicali. Studi, simulazioni e sviluppo di fasci di protoni generati da
fasci laser di alta potenza e di strumentazione innovativa per la loro rivelazione e caratterizzazione.
L’attività è svolta nell’ambito del progetto europeo ELI.
Divulgazione scientifica sul tema della radioattività ambientale con particolare attenzione alle
problematiche del radon attraverso l’installazione presso le scuole di un laboratorio per misure di
radioattività, in collaborazione con le attività del PLS del MIUR.
Infrastrutture principali attive al LASA
• Liquefattore elio, 40 litri/ora, equipaggiato con criostati verticali per test magneti e cavita’
• Camera bianca di classe 10/100, con sistema di lavaggio con acqua ultrapura ad alta pressione
! 71
(100 bar).
• Laboratorio con macchine per prova di trazione e tenacia, da temperatura ambiente a
temperature criogeniche (2 K).
• Laboratorio alto campo magnetico. Solenoidi superconduttori: 8 T (bore a temperatura
ambiente, f 550 mm), 15 T (cold bore f 100 mm), 13 T (cold bore f 50 mm).
• Sistema di caratterizzazione di cavi superconduttori con correnti fino a 2.5 kA.
• Laboratorio per radiofrequenza con sorgenti di potenza a 700 MHz, 1.3 GHz e 3.9 GHz.
• Laboratorio per deposizione e caratterizzazione fotocatodi
• Laboratorio di Radiochimica, di tipo B (IAEA/62), e tipo II(UNICEN 7815), attrezzato per la
manipolazione di radioisotopi a breve e media emivita,
• Laboratorio di Misure Fisiche Nucleari, per misure di campioni ambientali e radioattivati.
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
b.
Tecnici
9
7
Amministrativi
1
Tecnici
c.
2
Altro Personale
8
Assegnisti
6
Borsisti
2
Co.Co.Co
2
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
2
10
d.
-
e.
MIUR
EU
La principale fonte di finanziamento nel 2013-14 e’ il progetto ESFRI XFEL
! 72
Voce di spesa
Spese generali oltre
al contributo UNIMI
Missioni
Annualità I
350 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
165 k!
Consumo
455 k!
Investimenti
486 k!
Voce di spesa
Fondi EU
Annualità I
120 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 73
6.8
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA)
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Con l’istituzione del TIFPA nel Dicembre 2012, (Trento Institute for Fundamental Physics and
Applications) l’INFN intende consolidare le attività di ricerca istituzionali nel settore della ricerca
fondamentale, che contribuiscono in modo importante alla rilevanza quantitativa e qualitativa della
ricerca in Fisica in area trentina, e soprattutto potenziare prioritariamente le ricerche in nuovi
settori che risultano strategici dal punto di vista tecnico scientifico e presentino potenzialità di tipo
applicativo/industriale. E’ per questo motivo che oltre al partner istituzionale Università di Trento
(UNI-TN), il TIFPA coinvolge in modo strutturato e regolato da convenzione la Fondazione Bruno
Kessler (FBK) e l’ Azienda Trentina per la Prototerapia (ATreP).
Nel triennio 2013-2015, lo sforzo organizzativo e finanziario riguarderà l’avvio delle attività
strategiche del TIFPA, anche nel contesto del Piano Strategico di Ateneo del Dipartimento di Fisica
di Trento. Le azioni da intraprendere sono :
1-consolidamento delle attività di ricerca istituzionale nei settori della fisica sperimentale e teorica di
area INFN
a. fisica astro particellare (raggi cosmici, gravitazione sperimentale, fisica
fondamentale)
b. fisica sperimentale nucleare (positroni e antiprotoni, reazioni nucleari di bassa
energia)
c. fisica teorica nucleare e delle particelle elementari (inclusa la collaborazione con
ECT*)
d. ricerche interdisciplinari (rivelatori di radiazione)
2- sviluppo di piattaforme tecnologiche che valorizzino in termini applicativi il know-how presente in
area trentina.
1Ricerca istituzionale
Con circa ottanta fra associati e incaricati di ricerca, che attualmente formano il
gruppo collegato di Trento, la ricerca istituzionale del TIFPA si svilupperà attraverso i
finanziamenti ottenuti dai vari gruppi in maniera competitiva presso le commissioni nazionali
dell’ INFN, finanziamenti che si aggirano sui 500 k! annui, gestiti amministrativamente dal
TIFPA e dedicati integralmente alla ricerca svolta da personale universitario presso il
Dipartimento di Fisica, e in misura minore presso altri Dipartimenti .
2Piattaforme tecnologiche
Nella fase di avvio delle attività del TIFPA sono state individuate alcune piattaforme
tecnologiche a cui dare priorità per garantire in tempi rapidi una adeguata massa critica:
2.1 Ricerca scientifica nello spazio:
a. Sviluppi e applicazioni di microsistemi al silicio basati su sensoristica ed
microelettronica da utilizzarsi in esperimenti di fisica delle particelle nello spazio in
sinergia con le attività di ricerca a terra.
b. Nuovi ed innovativi tipi di strumentazione per le ricerche nello spazio
c. Analisi di grandi quantità di dati scientifici e tecniche di supercalcolo, in particolare
per il settore spaziale.
! 74
Per quanto riguarda il primo punto si propone di attivare all’ interno del TIFPA un “Laboratorio
Congiunto di Tecnologie Spaziali per l’Osservazione della Terra e dell’Universo”: presso Unitn
esistono infatti tre importanti attività di ricerca nel settore spaziale, rappresentate dal
coordinamento dei progetti LISA-Pathfinder, AMS-02 e Juice, quest’ultimo presso il DIEI.
E’ atteso dalle attività di ricerca un forte impulso al settore delle tecnologie spaziali, sia dal
punto di vista dello sviluppo di sensori e strumentazione elettronica per lo spazio sia dal punto di
vista della gestione e analisi dati di provenienza spaziale. Il Laboratorio Congiunto permetterà di
sfruttare e sostenere questa unicità di competenze scientifiche nello spirito del progetto presentato
nel 2010 da ASI-UNI-TN-PAT* ma che poi non ha trovato realizzazione. In questo spirito , la
riformulazione del progetto verrà presentato alla PAT da TIFPA a nome dell’ INFN e di UNITN. Il
progetto prevede l’attivazione di borse di dottorato, di 1 assegno di ricerca e di 1 posizione di
RTD/A, co-finanziate in parte dal bilancio ordinario del TIFPA e in parte da un contributo
straordinario richiesto alla PAT per la durata di un triennio.
*ASI, Agenzia Spaziale italiana; PAT, Provincia Autonoma di Trento
2.2 Adroterapia e medicina nucleare:
a.
b.
c.
Sviluppo di nuove tecniche e strumenti di misura per l’adroterapia
Studio e modellizzazione di procedure e piani di trattamento
Studi di radiobiologia orientati all’adroterapia e alla radioprotezione nello spazio:
Si propone di inserire il TIFPA nella rete delle attività di ricerca in cui l’INFN è già attivo,
riguardante l’uso terapeutico delle particelle cariche. A questo proposito si intende attivare
collaborazioni con altri Centri e Sezioni INFN in modo da contribuire sinergicamente ai programmi
scientifici già approvati dalla CSN5 su questi temi (per es. RDH) e ai progetti premiali recentemente
approvati, quali IRPT e LARAMED . L’obiettivo è quello di costituire in Italia una forte comunità
scientifica operante nel settore, in modo da poter competere adeguatamente nell’ambito del futuro
programma quadro europeo Horizon 2020 .
A tale scopo l’INFN intende contribuire alla valorizzazione delle opportunità fornite dal fascio
estratto del Ciclotrone per la protonterapia, mettendo a disposizione strumentazione e competenze.
In questo quadro si propone anche di attivare all’ interno del TIFPA un “Laboratorio per la
ricerca sugli effetti delle radiazioni ionizzanti sull’ uomo”, dedicato allo studio sperimentale e alla
modellizzazione del danno da radiazione.
Lo sviluppo di un gruppo di ricerca in questo settore richiederà la presenza a Trento sia di
una persona esperta e nota a livello internazionale, in grado di guidare l’attività di ricerca a livello
trentino, sia di personale giovane (RTDA/RA). Come contributo al Piano Strategico del
Dipartimento, TIFPA dedicherà a questo settore una delle posizioni del finanziamento ordinario
(RTD/RA) per il trienno 2013-15 oltre ad impegnarsi a sostenere ogni iniziativa tesa ad attrarre a
Trento un esperto senior del settore.
2.3 Rivelatori di radiazione e microelettronica
La tradizionale collaborazione tra INFN e FBK, rafforzata dalla presenza del TIFPA, prevede
varie collaborazioni nel settore della sensoristica, microelettronica e microsistemi. Oltre all’attività di
ricerca istituzionale di cui al punto 1, verranno proposti nuovi progetti per concorrere a bandi
nazionali o internazionali. Di particolare rilievo è la partecipazione allo sviluppo dei nuovi sensori
per i futuri rivelatori a luce Cerenkov, del progetto internazionale CTA, a cui INFN-TIFPA partecipa
con un progetto premiale assieme ad FBK. Si intende inoltre partecipare , in collaborazione con la
Russia, al progetto spaziale Gamma-400 che prevede la realizzazione di una grande quantità di
rivelatori a microstriscie al silicio per la costruzione di un satellite dedicato all’astronomia gamma.
c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo)
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
1
! 75
b.
1
Amministrativi
1
Tecnici
c.
2
Altro Personale
16
Assegnisti
2
Borsisti
Co.Co.Co
d.
d.
Comandi in Entrata
1
Dottorandi
2
18
INFN, FBK, UNI-TN
e.
Voce di spesa
Consumi
Dotazioni di base
Annualità I
105 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
285 k!
Voce di spesa
FBK
Consumi
Annualità I
50 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 76
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Descrizione
GSSI, centro nazionale di studi avanzati e scuola di dottorato
internazionale
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Il GSSI è un istituto di ricerca e istruzione superiore istituito con legge dello Stato (Art. 31 bis Legge
n. 35/2012). Lo scopo del GSSI è di realizzare a L’Aquila un polo di eccellenza scientifica
internazionale, grazie alla valorizzazione di competenze e strutture altamente specialistiche già
esistenti nel territorio, nonché di favorire l'attrazione di risorse di alto livello nel campo delle scienze
di base e dell'intermediazione tra ricerca e impresa (fisica, matematica, informatica, gestione
dell'innovazione e dello sviluppo territoriale) attraverso attività didattica post-laurea, e di formare
ricercatori altamente qualificati.
Il progetto GSSI ha avuto un forte endorsement dall’OCSE, quale progetto importante per rilanciare
l’economia dell’Aquila dopo il terremoto del 2009, rinforzandone lo sviluppo futuro.
Il GSSI organizza corsi triennali di dottorato rivolti a studenti selezionati in tutto il mondo. L'attività
del GSSI sarà concentrata in tre aree scientifiche: Fisica, Matematica e Informatica, Gestione
dell'Innovazione e dello sviluppo territoriale. Il GSSI rilascerà il titolo di dottore di ricerca in
collaborazione con prestigiosi istituti di istruzione superiore: Sissa (Trieste), Sant’Anna (Pisa), IMT
(Lucca).
Inoltre, il GSSI si propone di attivare e sviluppare corsi supplementari per gli studenti iscritti
all’Università dell’Aquila, progetti di ricerca che coinvolgano docenti, ricercatori e allievi del GSSI e
professionisti del mondo produttivo.
Si precisa che, secondo la legge istitutiva, il GSSI ha come soggetto attivatore l'Istituto Nazionale
di Fisica Nucleare (INFN) e opera in via sperimentale per un triennio a decorrere dall'anno
accademico 2013-2014. Allo scadere del triennio, a seguito della valutazione dei risultati da parte
dell’Agenzia nazionale di valutazione del sistema universitario e della ricerca, il GSSI, con apposito
provvedimento legislativo, potrà assumere carattere di stabilità, nella prospettiva di diventare
soggetto indipendente dal punto di vista giuridico ed economico, mediante decreto di
riconoscimento e approvazione del Ministro dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca. L’INFN,
recependo le indicazioni della legge, ha creato nel suo Statuto una nuova tipologia di Centro
Nazionale, il Centro Nazionale di Studi Avanzati, pensato per dare vita alle attività di una Scuola di
dottorato internazionale.
! 77
b.
FISICA
Presso il GSSI, le attività di ricerca e di formazione in Fisica sono incentrate sulla fisica
astroparticellare, un settore scientifico interdisciplinare e relativamente giovane,
sviluppatosi dalla convergenza di ricerche in fisica delle particelle, fisica nucleare,
astrofisica e cosmologia. Le questioni investigate delimitano le frontiere della Fisica
moderna: l'origine e l'evoluzione dell’universo, la natura della materia oscura e dell'energia
oscura, le indagini sui neutrini e sui costituenti ultimi della materia, la ricerca delle onde
gravitazionali, l'investigazione e la spiegazione dei raggi cosmici e dei processi di
emissione di radiazione in sistemi astrofisici.
L'obiettivo principale del PhD in fisica delle astroparticelle è quello di fornire i punti di
ingresso, le più aggiornate prospettive culturali e gli strumenti scientifici necessari per
partecipare con successo alle ricerche in questo settore.
Il programma di PhD presso il GSSI dedica particolare attenzione agli aspetti sperimentali
e a quelli fenomenologici. Lo studente di dottorato in fisica delle astroparticelle ha
l'occasione unica di seguire e collaborare alle attività dei Laboratori Nazionali del Gran
Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), il più grande laboratorio
del mondo dedicato alla fisica astroparticellare, con la sua vasta comunità internazionale di
scienziati.
MATEMATICA
L’attività di ricerca e di formazione in Matematica del GSSI è connessa alla matematica
nelle scienze naturali, sociali e della vita.
Oltre al tradizionale ambito di applicazione nelle scienze fisiche e nell’ingegneria, i metodi
matematici sono divenuti oggi strumento fondamentale per le ricerche più avanzate in molti
settori delle scienze sociali e delle scienze della vita. La complessità dei nuovi ambiti
applicativi pone continuamente domande di nuove metodologie, che necessariamente
devono stimolare ricerche di grande originalità, in cui il tradizionale confine tra matematica
pura e matematiche applicate appare oggi non più proponibile. Gli studenti e i ricercatori in
matematica del GSSI sono aperti al dialogo con le altre comunità scientifiche, perché
proprio l’integrazione interdisciplinare delle competenze appare l’approccio con maggiore
probabilità di successo.
Il corso di dottorato guida gli allievi a confrontarsi, non solo con gli aspetti più classici di
questa disciplina quali la Matematica Pura, le Equazioni alle Derivate Parziali e la Fisica
Matematica, ma anche con problematiche del tutto nuove, che richiedono lo sviluppo di
strumenti più idonei a trattare la complessità, quali l’analisi stocastica e la matematica
computazionale.
INFORMATICA
La ricerca e gli studi del programma di dottorato in Computer Science del GSSI si
confrontano con i problemi connessi a modelli, algoritmi, linguaggi e metodologie software
necessari per le sfide presenti e future del mondo digitale. La natura sempre più pervasiva
delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione rende attuali scenari in cui la
realtà è composta in modo integrato e continuo da una dimensione fisica e da una
virtuale. Le visioni di "Internet of things", dei "cyberphysical systems", dei "systems of
systems" sono tutte declinazioni dello stesso paradigma fisico-virtuale in differenti domini
applicativi.
Gli studenti ed i ricercatori del GSSI affrontano le sfide poste dalla progettazione, gestione
ed utilizzo di sistemi informatici che devono agire su entità fisiche ed interagire con entità
virtuali per svolgere in modo efficiente, flessibile ed affidabile i compiti per i quali sono stati
progettati.
! 78
SCIENZE SOCIALI
Il dottorato e l’attività di ricerca attivata nell’ambito dell’area Scienza Sociale del GSSI ha
come oggetto di indagine l’innovazione e il cambiamento nei sistemi territoriali, e in
particolare nelle città. Ricercatori e studiosi con una formazione in economia, antropologia,
scienze politiche, pianificazione, architettura, sociologia, demografia troveranno nel GSSI
un contesto relazionale per svolgere attività di ricerca trans-disciplinare con l’obiettivo di
migliorare la conoscenza dei fattori che determinano le traiettorie di sviluppo di lungo
periodo dei sistemi territoriali.
L’attività di ricerca e di insegnamento nell'Area Scienza Sociale del GSSI è
“orientata alle politiche”, con un forte interesse per la ricerca empirica, quantitativa e
qualitativa. Il primo punto focale dell’attività è sulla conoscenza e sugli strumenti analitici
necessari per condurre un’attività di previsione esplorativa delle traiettorie di sviluppo dei
sistemi territoriali, e dei sistemi urbani in particolare. Il secondo punto focale è sulla
valutazione delle traiettorie di sviluppo attese e sulla progettazione e attuazione di politiche
di regolamentazione.
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
c.
Amministrativi
6
Tecnici
1
2
Altro Personale
6
Assegnisti
2
Borsisti
Co.Co.Co
10
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
36
0
! 79
d.
MIUR
MEF
Regione Abruzzo
e.
Voce di spesa
MIUR (MEF+Regione
Abruzzo)
Annualità I
12
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
12
! 80
6.10
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Progetto International Fusion Material Irradiation Facility (IFMIF)
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
Data Fine:
Scopo del progetto IFMIF e’ la realizzazione di un impianto di test per simulare il danneggiamento
da radiazioni sui materiali costitutivi dei futuri reattori a fusione nucleare.
IFMIF è uno dei tre progetti chiave che rientrano nelle cosiddette attività di più "Ampia Strategia"
(Broader Approach), in base ad un accordo firmato a Tokyo il 5 febbraio 2007 ; il progetto è iniziato
ufficialmente nel mese di giugno 2007.
Mira a costruire un impianto destinato alla produzione di una sorgente neutronica da 14 MeV molto
intensa (circa 10**17 s-1), al fine di testare quei materiali che sono previsti, come componenti
critici, nei futuri reattori nucleari a fusione.
I materiali più adatti devono, infatti, "resistere" alle radiazioni intense da neutroni da 14 MeV che si
producono dalle reazioni di fusione 3H(d,n)4He (DT), che quindi devono essere testati.
Tra gli obiettivi del progetto IFMIF-EVEDA rientrano la progettazione dettagliata dell'intera struttura
accelerante IFMIF, così come la costruzione e test di una serie di prototipi, tra cui l'acceleratore ad
alta intensità CW per deuteroni da 9 MeV.
In tale contesto l'INFN ha la responsabilità della progettazione, costruzione e messa in esercizio
dell'acceleratore lineare, ad alta intensità, di tipo RFQ (Radio Frequency Quadrupole) per il quale
sono principalmente coinvolti i laboratori LNL e le sezioni di INFN di Padova, Torino e Bologna.
L'RFQ sarà installato presso Rokkasho (Giappone) e costituirà l'elemento principale della struttura
accelerante del prototipo di IFMIF.
Gli altri elementi costitutivi del sistema quali la sorgente di ioni (di tipo ECR), un modulo criogenico
del linac superconduttore, il sistema a radiofrequenza (RF), le linee di trasporto ed il sistema di
arresto del fascio (bersaglio), saranno forniti dagli altri due principali partner europei coinvolti nel
progetto, CEA (Francia) e CIEMAT (Spagna).
La realizzazione delle apparecchiature è in fase di completamento e devono iniziare le installazioni
in Giappone e le necessarie attività di integrazione con gli impianti predisposti dai giapponesi e
dagli altri partner europei.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
3
7
Amministrativi
Tecnici
5
5
! 81
c.
Altro Personale
Assegnisti
2
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
1
3
d.
Il progetto e’ finanziato con assegnazioni speciali del MIUR e rappresenta il contributo “in kind”
dell’Italia alla realizzazione della facility internazionale.
Poiche’ la realizzazione è in fase di completamento, i maggiori impegni finanziari riguardano le
installazioni in Giappone e le necessarie attività di integrazione con gli impianti predisposti dai
giapponesi e dagli altri partners europei.
e.
Voce di spesa
FOE , assegnazioni
speciali per IFMIF
Annualità I
2000 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
! 82
7.1.1
Collaborazioni enti
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Collaborazioni con altri Enti nazionali
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Finalità:
1. Consentire lo svolgimento, da parte dell’Istituto e/o di altri Enti, di attività di R&D altrimenti non
eseguibili o eseguibili con maggiore dispendio di tempo e/o risorse
2. Consentire l’applicazione delle conoscenze e delle competenze acquisite in settori
interdisciplinari e di interesse applicativo, diversi da quelli istituzionali
3. Promuovere le attività svolte da altre Istituzioni nei settori istituzionali di attività
Obiettivi:
1. disporre di competenze e mezzi strumentali specifici necessari o opportuni per lo svolgimento di
attività istituzionali in settori caratterizzati da marcata interdisciplinarietà
2. consentire lo svolgimento di attività di R&D rendendo disponibili le proprie competenze e mezzi
strumentali in settori caratterizzati da marcata interdisciplinarietà
3. rendere disponibili in settori non istituzionali le infrastrutture realizzate per lo svolgimento o a
supporto delle proprie attività di ricerca (HPC, GRID) anche al fine di sostenere la
partecipazione italiana alla realizzazione delle infrastrutture europee di ricerca
4. valorizzare le competenze acquisite in settori interdisciplinari e di interesse applicativo
contribuendo altresì allo sviluppo di altri ambiti della scienza, nonchè alla crescita del Paese,
tramite l’applicazione in ambiti applicativi delle conoscenze e delle tecnologie proprie della
Fisica delle Particelle (Fisica medica, Beni Culturali, Energia, ecc.)
Il contenuto di queste collaborazioni si articola diversamente in base al carattere (Quadro o
specifico) della collaborazione, alle caratteristiche dell’Ente con cui si attiva la collaborazione e del
settore di intervento.
In linea generale gli Accordi Quadro hanno la funzione di formalizzare la volontà delle due
Istituzioni a collaborare nei settori di comune interesse fornendo strumenti operativi dedicati che
agevolano l’attivazione e la realizzazione di iniziative comuni, a loro volta disciplinate con Accordi
specifici.
In tal senso gli Accordi Quadro prevedono di regola la costituzione di un Comitato paritetico con il
compito, in particolare, di procedere a un regolare scambio di informazioni sulle attività di reciproco
interesse e, su tale base, valutare l’opportunità di attivare collaborazioni dedicate, nonché
predeterminare la disciplina generale della collaborazione fissando regole condivise su alcuni
aspetti quali, a titolo esemplificativo, il contenuto minimo di questi Accordi, la disciplina della
Proprietà Intellettuale e della sua valorizzazione, la riservatezza delle informazioni scambiate tra le
Parti, regole sulle pubblicazioni, sul rispetto della normativa in tema di sicurezza sui luoghi di
lavoro, ecc.
Gli Accordi specifici stipulati integrano la regolamentazione dettata in via generale con gli elementi
tipici della specifica collaborazione (attività e risorse) e con quelli ulteriori, di volta in volta,
eventualmente necessari.
Disposizioni ulteriori possono poi essere dettate da circostanze specifiche legate al settore di
intervento; ad esempio collaborazioni attivate con soggetti operanti per la ricerca e la
sperimentazione in ambito medico delle conoscenze e delle metodologie sviluppate dall’INFN
richiede che vengano esattamente definiti compiti e responsabilità nelle attività da svolgere.
! 83
In allegato sono indicate le principali collaborazioni attivate in ambito nazionale dall’Istituto;
limitandosi alle principali vanno segnalate la collaborazione SPARX (CNR ed ENEA), quella sui
Free Electron Laser (ENEA) attivata ai LNF e la collaborazione MaTeRiA per la realizzazione
presso il Campus dell’Università della Calabria di un centro di servizi dotato dell’infrastruttura STAR
(Southern Europe TBS source for Applied Research) e della relativa stazione sperimentale µTomo
per l’uso di una sorgente avanzata a Raggi X generata da sorgenti laser in configurazione
Thomson a retrodiffusione su fasci di elettroni, maturata grazie all'attività sviluppata ai LNF nella
test-facility SPARCLAB.
Alle collaborazioni suddette nel settore degli acceleratori di particelle vanno aggiunte quelle con
l’Agenzia Spaziale Italiana, già indicate, per esperimenti di respiro internazionale, quelle nel settore
dei Beni Culturali, dove oltre al LABEC di Firenze, va ricordata la collaborazione LANDIS (CNR) e
la partecipazione al Consorzio COIRICH e quella nel settore dell’HPC con il CINECA, che
recentamente ha portato ad un Accordo per la realizzazione di una infrastruttura di calcolo comune
con condivisione dei costi.
L’Istituto inoltre rivolge una particolare attenzione alla formazione scientifica e alla diffusione della
cultura nei settori istituzionali e, in tale ambito, sostiene, anche finanziariamente, le attività svolte
dalla Società Italiana di Fisica, dalla Società Italiana di Relatività Generale e di Fisica della
Gravitazione e dalla Fondazione Ettore Majorana.
Numerose poi sono le collaborazioni in ambito medico dove, in aggiunta a quelle già menzionate,
vanno ricordate le collaborazioni con l’Ospedale Niguarda di Milano, l’Istituto Oncologico Veneto,
con la Fondazione Stella Maris e l’Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare del CNR.
Alle collaborazioni a livello locale, già ricordate, con la Regione Marche, la Regione Abruzzo e la
Fondazione Bruno Kessler va aggiunta quella con la Regione Toscana per la promozione del
sistema regionale della ricerca e il suo coordinamento con le politiche europee sulla ricerca.
Numerose sono poi le collaborazioni di rilievo attivate con industrie delle quali si darà conto nella
Sezione apposita (scheda "")
Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di una unità di personale per gli aspetti
amministrativi. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività delle singole strutture.
d. Fonti di finanziamento
FOE
e.
Voce di spesa
SOSTEGNO ENTI
ATTIVITA’ FISICA
DI BASE
ATTIVITA’ DI
RICERCA ALTRI
ENTI
Annualità I
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
278 k!
70 k!
! 84
ALLEGATO: COLLABORAZIONI NAZIONALI ENTI
ENTE
CNR
ENEA
INGV
ASI
CINECA
INAF
INRIM
CNISM
Sincrotrone Trieste
Sincrotrone Trieste
Centro Fermi
Fondazione Ettore Majorana
Società Italiana Fisica (SIF)
Fondazione Giuseppe Occhialini
SIGRAV
CIRA
CINECA – FBK – OGS – SISSA
ASI
ASI
ASI
ASI
ASI
ASI
INAF
INAF
INGV
INGV
CIRA
Sincrotrone Trieste
INGV – CMCC – CIRC “G. Prodi” –
CNR/INAF area di Bologna e altri
Fondazione Bruno Kessler
Fondazione Bruno Kessler
MIUR
MIUR
CNAO
CNAO
CNAO
Istituto Oncologico Veneto
Ospedale Niguarda Cà Grande
IBFM - CNR
UniCT – CSFNSM – Polo.co Vittorio
Emanuele
Consorzio Laboratorio Nicola Cabibbo
Consorzio Laboratorio Nicola Cabibbo
Consorzio EGO
SOGIN
SOGIN
TIPOLOGIA ACCORDO
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro
Accordo Quadro ESFRI
Accordo Quadro
Accordo Quadro promozione cultura scientifica
Accordo Quadro
Accordo Quadro HPC
Accordo Attuativo - ASDC
Accordo Attuativo - GLAST
Accordo Attuativo - AMS
Accordo Attuativo– AMS (Addendum)
Accordo Attuativo - FERMI
Accordo Attuativo - LISA/PATHINDER
Accordo Attuativo area torinese
Accordo Attuativo POR Abruzzo
Accordo Attuativo monitoraggio sismico LNS
Accordo Attuativo gestione apparecchiatura
PEGASO
Accordo Attuativo INFRA
Accordo Attuativo XFEL
Accordo HPC
Accordo HPC
Accordo MEMS 3
Accordo Quadro mobilità personale
Accordo attuativo mobilità personale H 2020
Accordo Quadro
Accordo Attuativo Sincrotrone CNAO
Accordo Attuativo Sicurezza e salute luoghi di
lavoro
Accordo Quadro settore medico
Accordo Quadro settore medico
Accordo attuativo settore medico
Accordo settore medico
Accordo Quadro Collaborazione
Accordo Attuativo Personale LNF
Accordo Attuativo Advanced Virgo
Accordo Quadro
Accordo Attuativo controllo smaltimento materiale
! 85
Regione Marche
Regione Abruzzo
Regione Autonoma Sardegna
Regione Toscana
Best Medical International, Inc
Università Salerno – ENEA – CRDC
Università Firenze – CNR - INAF
Istituto Zooprofilattivo Sperimentale delle
Venezie
CNR – Alleanza contro il cancro –
Fondazione San Raffaele
CNR – UniRoma – UniTor Vergata – UniMI –
UniMIB - Consortium GARR – CINECA UniBO
ENEA – CNR – INAF – INGV – UNINA –
UNICA – ELETTRA – COMETA COSMOLAB
Azienda Carpenterie Fagotto
radioattivo
Accordo Quadro HPC per PA
Protocollo POR Abruzzo
Sistema Premiale ricerca regionale
Protocollo d’intesa partecipazione H 2020
Accordo Quadro ricerca radiofarmaci
Accordo Progetto Nafassy
Accordo Colle di Galileo
Accordo di Collaborazione per Tecnologie nucleari
applicate ambiente e salute pubbliche
JRU RI-BIG
JRU Elixir – ITA
Addendum IGI-EGEE III
Monitoraggio Radioattività
! 86
7.1.2 Collaborazioni Internazionali
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Promuovere e coordinare nel contesto internazionale le ricerche di proprio interesse.
Merita certamente il massimo rilievo l’attività condotta dall’Istituto presso il CERN di Ginevra.
L’Istituto è anche molto impegnato nelle attività sperimentali che si svolgono presso altri grandi
Laboratori all’estero quali, per citarne alcuni: FERMILAB, SLAC, BNL, e TJNAF (Stati Uniti); PNPI,
BINP e JINR (Federazione Russa); CIAE e IHEP (Cina); RIKEN e KEK (Giappone); BARC (India),
DESY e GSI (Germania); ESRF (Francia). I 4 laboratori nazionali LNL, LNGS, LNF, LNS
rappresentano un’ossatura fondamentale per tutte le iniziative dell’INFN ed in particolare ospitano
infrastrutture messe a disposizione della comunità internazionale.
L’INFN ha sottoscritto 90 accordi di cooperazione scientifica con Istituti di ricerca situati in 30 Paesi.
Particolare menzione meritano gli accordi recentemente firmati con Istituzioni scientifiche quali
ICHEP (Israele) e SESAME (Giordania).
Al fine di un sempre maggiore coordinamento delle attività di ricerca scientifica, la Giunta Esecutiva
dell’Istituto partecipa annualmente ad incontri bilaterali con i rappresentanti delle principali Istituzioni
di ricerca straniere dei seguenti Paesi: Cina (IHEP), Francia (CNRS/IN2P3), Regno Unito (STFC),
Russia (JINR, Kurchatov) e Stati Uniti (DOE, NSF)
L’INFN inoltre:
• Partecipa a programmi europei nei settori del calcolo scientifico e della fisica nucleare;
• Insieme a numerose istituzioni di ricerca dei maggiori paesi europei è fondatore di ApPEC
(Astroparticle Physics European Coordination);
• È socio fondatore del Consorzio italo-francese “European Gravitational Observatory” (EGO)
(Cascina-Pisa);
• È socio della “European Science Foundation” (ESF) di Strasburgo;
• E’ socio di Science Europe a Bruxelles;
• Ha propri rappresentanti nel comitato di esperti NuPECC (Nuclear Physics European Collaboration
Committee), nel comitato scientifico PESC (Physical and Engineering Sciences) di ESF (European
Science Foundation), in ICFA (International Committee Future Accelerators) e in ECFA (European
Committee Future Accelerators);
• È socio della European Association for the Promotion of Science and Technology (EUROSCIENCE) di Strasburgo;
• È azionista, insieme al CNR ed all’INFM, dell’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di
Grenoble;
• E’ socio della European Physical Society (EPS);
• E’ socio dell’International Center for Theoretical Physics (ICTP) di Trieste.
! 87
L’Istituto, consapevole del suo ruolo nel contesto internazionale, ha da sempre promosso e favorito
ogni iniziativa intesa a intensificare i rapporti scientifici con le istituzioni e i ricercatori stranieri, sia
attraverso appositi programmi di ospitalità! di stranieri in Italia, sia attraverso lo scambio di ricercatori
sulla base di convenzioni e accordi specifici. Lo scambio di ricercatori è finanziato sugli appositi
capitoli denominati “Spese soggiorno ospiti ricercatori” del Bilancio dell’Istituto. Il Direttore può!
ospitare presso la propria sezione/laboratorio ricercatori ospiti stranieri per definiti periodi di tempo
(minimo due settimane, massimo sei mesi) sulla base di un programma di ricerca definito.
Sono attivi diversi programmi per l’assegnazione di borse per scambio di ricercatori, formalizzati in
apposite convenzioni bilaterali con istituzioni straniere e Organizzazioni Internazionali:
• Borse di studio a favore di giovani ricercatori italiani presso il MIT (Borse Bruno Rossi);
• Borse di studio a favore di giovani ricercatori italiani presso il MIT (Borse post-doc presso il MIT);
• Borse di studio a favore di giovani ricercatori presso il CERN (Senior/Junior Fellowship
Programme);
• Borse di studio a favore di ricercatori cinesi (CIAE) presso LNL e LNS;
• Borse di studio a favore di giovani italiani e statunitensi (Summer Exchange Programme
INFN/DOE/NSF).
c. Personale Impiegato
Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di due unità di personale per gli aspetti
amministrativi. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività istituzionale delle singole
strutture.
! 88
7.2
Rapporti e Convenzioni con le Università
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
X
Collaborazioni ed integrazione con il sistema Universitario
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Finalità:
Strutturare in maniera stabile l’integrazione dell’Istituto con il sistema universitario nazionale fonte di
ricchezza e vivacità culturale e di un continuo apporto di giovani, nell’ambito di un rapporto
fortemente sinergico che prevede la messa in comune di risorse umane e strumentali, con notevole
risparmio di sistema. Ciò si realizza tramite la presenza diretta nei Dipartimenti di Fisica in trentuno
Università (20 Sezioni, 10 Gruppi Collegati e un Centro Nazionale di recente istituzione) e forme di
collaborazione quadro stabili con otto Università.
Obiettivi:
• Sostenere, finanziariamente e con contributi in kind, le attività svolte dalle Università nei settori di
attività istituzionale
• Assicurare la partecipazione e il coordinamento della comunità scientifica nazionale in attività
sperimentali, non eseguibili da parte delle singole Università, in particolare nelle grandi
collaborazioni internazionali
• Assicurare ai ricercatori e agli studenti la possibilità di partecipare ad avanzate iniziative di ricerca
delle Università, tramite la partecipazione ad attività di ricerca di alto profilo, con positivi riflessi
sulla qualità della didattica universitaria
• Rendere disponibili al personale universitario le infrastrutture di ricerca dell’Istituto presenti nelle
Sezioni e nei Laboratori Nazionali e reciprocamente poter utilizzare le strutture scientifiche
universitarie.
b.
La disciplina dei rapporti con le Università è regolata, come da Statuto, con apposite Convenzioni
Quadro che regolano l’utilizzo di spazi, personale e attrezzature per le attività di comune interesse;
vanno evidenziati i profili relativi a:
- L’associazione alle attività dell’Istituto del personale docente e ricercatore universitario e degli
studenti
- Il sostegno finanziario alle attività universitarie mediante finanziamenti e contributi per spese
di funzionamento e servizi, biblioteche, borse di dottorato e assegni di ricerca
- Il sostegno alle attività didattiche dei Corsi di Laurea, dottorato e Master
- Lo scambio continuo di informazioni sulle attività di reciproco interesse
- La reciproca messa a disposizione di infrastrutture e laboratori presenti nelle Sezioni ospitate
nei Dipartimenti universitari e nei Laboratori Nazionali dell’ Istituto.
Alle Convenzioni Quadro suddette si aggiungono diversi Accordi specifici che disciplinano singole
inziative e che possono riguardare laboratori o Strutture di ricerca congiunti, l’assunzione di
ricercatori a tempo determinato, l’attivazione di corsi di dottorato o master congiunti, forme di
mobilità del rispettivo personale e altre specifiche iniziative.
Le collaborazioni attivate con le Università degli Studi sono elencate nel prospetto allegato.
! 89
c.
Personale Impiegato
Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di due unità di personale per gli aspetti
amministrativi. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività istituzionale delle singole
strutture.
d.
FOE, ASI, MAE, SPES, PROGETTO SUMA
e.
Voce di spesa
Annualità I
DOTTORATO
RICERCA
ASSEGNI DI
RICERCA
COFINANZIATI
ASSUNZIONI
RICERCATORI
UNIVERSITA’
BIBLIOTECA
2800 k!
SERVIZI ED
UTENZE
1500 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
500 k!
600 k!
600 k!
Voce di spesa
ASSUNZIONI
RICERCATORI
UNIVERSITA’
ASSEGNI DI
RICERCA
COFINANZIATI
MIUR
DOTTORATO GSSI
(INFN ente attuatore)
Annualità I
150 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
60 k!
12 k!
COLLABORAZIONI NAZIONALI UNIVERSITA’
UNIVERSITA’
BARI
BOLOGNA
BOLOGNA
CAGLIARI
CATANIA
CATANIA
FERRARA
FIRENZE
GENOVA
L’AQUILA
LECCE
TIPO ACCORDO
Sezione
Sezione
CNAF
Sezione
Sezione
LNS
Sezione
Sezione
Sezione
LNGS
Sezione
! 90
MILANO
MILANO BICOCCA
NAPOLI
PADOVA
PADOVA
PAVIA
PERUGIA
PISA
ROMA “LA SAPIENZA”
ROMA “LA SAPIENZA” Dip. Fisica
ROMA “TOR VERGATA”
ROMA TRE
TRIESTE
ALESSANDRIA
BRESCIA
COSENZA
ISTITUTO SUPERIORE SANITA’
L’AQUILA
MESSINA
PARMA
SALERNO
SIENA
TRENTO
UDINE
POLITECNICO BARI
POLITECNICO MILANO
POLITECNICO TORINO
UNIVERSITA’ CAMERINO
UNIVERSITA’ BERGAMO
UNIV. NAPOLI PARTHENOPE
UNIV. SAPIENZA DIP.
ENERGETICA
UNIVERSITA’ SASSARI
UNIV. TRENTO – FBK – ATReP
SECONDA UNIVERSITA’ NAPOLI
FIRENZE
FERRARA
FERRARA
NAPOLI FEDERICO II – BARI
BOLOGNA
BARI
PADOVA
PAVIA
PAVIA
PAVIA
PERUGIA
UNIVERSITA’ DELLA CALABRIA
UNIVERSITA’ CATANIA
MILANO BICOCCA
BARI
PAVIA
NAPOLI PARTHENOPE
BOLOGNA
GENOVA
PERUGIA
BOLOGNA
FIRENZE
PERUGIA
Sezione
Sezione
Sezione
Sezione
LNL
Sezione
Sezione
Sezione
Accordo Quadro
Sezione
Sezione
Sezione
Sezione
Gruppo Collegato Torino
Gruppo Collegato Pavia
Gruppo Collegato LNF
Gruppo Collegato Roma
Gruppo Collegato LNGS
Gruppo Collegato Catania
Gruppo Collegato Milano Bicocca
Gruppo Collegato Napoli
Gruppo Collegato Pisa
Gruppo Collegato Padova
Gruppo Collegato Trieste
Collaborazione Quadro
Collaborazione TIFPA
Separatore ERNA
Centro Galileo Galilei
Laboratorio LARIX
Sede IUSS
Accordo RECAS
Farm per il calcolo
Locali Villetta Rossa
LARIM
Palazzina
LENA
Sala Sperimentale
Laboratorio SERMS
RECAS
Locali
Laboratorio Criogenia
Finanziamento Ricercatore
Finanziamento Ricercatore 1
! 91
7.3.1
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Consorzio EuroFEL per studio sorgenti FEL
Data Inizio:
Data Fine:
a.
Il consorzio EuroFEL e’ un'infrastruttura di ricerca distribuita su più sorgenti FEL con caratteristiche
diverse che permetterà la realizzazione in Europa di linee di luce tra loro complementari, con la
possibilità di aprire l'infrastruttura nel suo complesso a campi di ricerca non tradizionali e quindi a
nuove utenze. Rispetto alle sorgenti di luce di sincrotrone esistenti, le sorgenti FEL già in funzione
(come FLASH ad Amburgo, FERMI a Trieste e SPARC a INFN-Frascati) e quelle in fase di
realizzazione (SwissFEL a Villigen e MAX IV in Svezia) permettono di accedere allo studio di
fenomeni che avvengono in tempi estremamente brevi, dell'ordine di 10-100 femtosecondi, con una
concentrazione di fotoni (brillanza) superiore di oltre nove ordini di grandezza a quella disponibile
presso le più moderne sorgenti di radiazione di sincrotrone di terza generazione. Diventa cosi’
possibile studiare il comportamento fuori equilibrio della materia sia dal punto di vista fisico che
biologico, grazie anche all'utilizzo delle frequenza dell'infrarosso, in combinazione con quelle
dell'ultravioletto e dei raggi X soffici.
b.
L’INFN ha da tempo intrapreso un considerevole sforzo di R&D nell’ambito della fisica dei fasci di
elettroni ad alta brillanza e le nuove sorgenti di radiazione FEL in collaborazione con CNR, ENEA e
ST e le Università di Roma. Un importante programma di ricerca è stato dedicato anche allo sviluppo
di nuove tecniche di accelerazione ad alto gradiente. Tali attivita’ sono in corso presso il laboratorio
interdisciplinare SPARC_LAB dei laboratori nazionali dell’INFN a Frascati in collaborazione con le
sezioni di Milano e Roma. Nel quadro delle attività previste dal Progetto EuroFEL, SPARC_LAB è
una test facility dalle caratteristiche uniche nel panorama mondiale ed ha ospitato in varie occasioni
ricercatori provenienti da DESY, Swiss FEL e Trieste. Tra le varie attivita’ di SPARC_LAB si
evidenzia il programma di ricerca fortemente innovativo sia sul piano teorico che sperimentale
dedicato alla dimostrazione di una sorgente di radiazione FEL pilotata da un accelerazione a plasma.
Un ulteriore ruolo di estrema importanza dell'INFN in ambito EuroFEL riguarda lo sviluppo di
rivelatori. L’impiego efficace dei fasci X prodotti dalle sorgenti FEL in funzione e in costruzione è
attualmente limitato dalle effettive capacità dei rivelatori esistenti. Le caratteristiche del rapporto
segnale rumore dei rivelatori a deriva di silicio, SDD (Silicon Drift Detectors) di grande superficie
sviluppati dall’INFN e installati nell’esperimento ALICE al CERN-LHC hanno motivato un progetto
INFN dedicato al perfezionamento di questi rivelatori per l’impiego nell’ambito della rivelazione di
raggi X fino a energie dell’ordine del keV. Con un processo d’innovazione incrementale mirato, questi
dispositivi di considerevoli dimensioni (7x7cm2) vengono attualmente migliorati dal punto di vista
dell’efficienza, della risoluzione energetica e dell’affidabilità. Tale attivita’ e’ stata coordinata dalla
sezione INFN di Trieste. In particolare una collaborazione tra INFN-Ts, Sincrotrone Trieste e MTLab
FBK, Poitecnico di Milano, sta lavorando ad un prototipo di rivelatore dotato di tutte le interfacce che
ne permettono l'uso nel particolare ambiente delle linee di fascio di fotoni.
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
1
! 92
b.
17
Amministrativi
Tecnici
c.
2
Altro Personale
Assegnisti
2
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
3
3
d.
Il MIUR ha sostenuto la partecipazione INFN ad EuroFEL, incluse le attivita’ sopra indicate, con un
contributo erogato alla fine del 2012 di 2700 kEuro ed un secondo contributo alla fine del 2013 di
1300 kEuro. Con tali fondi e’ anche stato possibile assegnare 2 contratti triennali di ricercatore presso
i laboratori di Frascati; sono stati inoltre attivati assegni di ricerca e borse di dottorato attravero
apposite convenzioni con il Politecnico di Milano (due borse di dottorato una nel contesto
dell'elettronica di front end ed una nel contesto dello sviluppo di rivelatori) e con L'Università di
Trieste (una borsa di dottorato per il lavoro sull'integrazione e predisposizione del lay-out completo).
Successivamente sono stati banditi ed attribuiti due assegni di ricerca (Infn-Ts).
! 93
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Infrastruttura europea ELI, studio interazione luce-materia
descrizione
Specificare
Intervento:
Data Inizio:
l’Area
di
Data Fine:
L’infrastruttura europea di ricerca ELI ha l’obiettivo di esplorare tutte le opportunità offerte
dall’utilizzo di laser di alta potenza (sino alle centinaia di PW) per lo studio dell'interazione lucemateria, per lo sviluppo di nuove tecniche di accelerazione e per l'applicazione dei fasci laserdriven in molteplici campi di interesse.
Nel 2007 la EU ha finanziato con 6 M! la fase preparatoria della durata di 3 anni, con il compito di
portare ELI ad un livello di maturità scientifica, organizzativa, legale e finanziaria. Nell’ ottobre 2009
lo Steering Committee della fase preparatoria ha dato il mandato alla Repubblica Ceca,
all’Ungheria e alla Romania di implementare congiuntamente il progetto ELI attraverso la
costruzione di una infrastruttura distribuita con tre sedi coordinate e con missioni diverse: fasci di
particelle secondarie (CZ), atto-secondi (HU), applicazioni di fisica nucleare (RO) – tre dei “Grand
Challenges” identificati nel caso scientifico del progetto. Questi primi tre “pilastri” dovranno avere
tutti un laser da ~10-20 PW, anche se con caratteristiche diverse. L’ubicazione del quarto pilastro,
dedicato all’alta intensità (200 PW) non è ancora sgato deciso, in attesa di completare la
costituzione di ELI-DC (ELI-Delivery Consortium, che sarà un ERIC): al momento ci sono 4 stati
membri di ELI-DC, i tre paesi ospitanti i pilastri e l'Italia.. Il costo complessivo per la costruzione
dell’intera infrastruttura è pari a circa 800 M!, finanziato dalla UE.
L’INFN, attraverso le strutture di LNF, ROMA1, MILANO, LNS, FERRARA, FIRENZE e CATANIA,
ha partecipato a tutte le fasi di sviluppo del progetto, dalla Preparatory Phase alla fase attuale di
implementazione.
ELI-Nuclear Physics
L’Istituto sarà coinvolto nella realizzazione della sorgente di radiazione gamma, in particolare si
occuperà della progettazione e della realizzazione dell’acceleratore lineare da 750 MeV basato su
una tecnologia a radiofrequenza in banda C (6 GHz). La sorgente gamma richiederà lo sviluppo di
sezioni acceleratrici e dei sistemi di potenza modulatori/klystron in grado di accelerare fino a 32
pacchetti di elettroni con una frequenza di ripetizione di 100 Hz, al fine di generare fino a 3200
impulsi di radiazione gamma al secondo. Inoltre l’INFN è coinvolta nella progettazione del sistema
di ricircolo del laser di collisione, delle camere d’interazione “electron-laser beams”, della
diagnostica dei fasci di elettroni e della radiazione, del sistema di radioprotezione. Nel periodo
2012-14 l’INFN ha la responsabilità del coordinamento tecnico-scientifico per la preparazione del
(Technical Design Report) della sorgente gamma Compton per individuare le soluzioni più idonee
alla realizzazione della sorgente. Il TDR è parte integrante della Proposta Eurogammas, consorzio
a guida INFN, per il Tender lanciato da IFIN-HH sulla sorgente gamma, ELI-NP-GBS
Le altre principali attività in cui è coinvolto l’INFN sono:
Strutture acceleranti in Banda C (5.7 GHz): Sin dal 2011 l’INFN ha avviato lo sviluppo di sezioni
acceleratrici in banda C, che sono state collaudate presso i laboratori KEK in Giappone con risultati
di grande rilievo, raggiungendo gradienti di accelerazione di circa 50 MeV/m. Al fine di operare ad
alta frequenza di ripetizione e in regime di multi-pacchetto è necessario sviluppare le cavità
acceleratrici con sistemi di smorzamento dei modi superiori. Inoltre, l’ottimizzazione delle qualità
del fascio di elettroni nell’acceleratore lineare richiede lo sviluppo di un foto-iniettore in banda C
! 94
come sorgente di elettroni. Tali sviluppi permetteranno da un lato di consolidare le competenze
scientifiche e tecniche, con significativi progressi tecnologici, e dall’altro di trasferire know-how alle
aziende italiane che operano nel settore, con prospettive d’impiego sia nella realizzazione della
sorgente ELI-NP in Romania, sia negli acceleratori lineari ad alta frequenza la cui diffusione è in
forte crescita in Europa.
Stazione di Potenza "Test" in Banda C: L’INFN intende installare una stazione di potenza per i
test dei dispositivi RF in banda C. La stazione di potenza sarà installata presso i Laboratori di
Nazionali di Frascati e consentirà di collaudare tutte strutture RF di nuova concezione progettate
presso l’INFN e realizzate da aziende di meccanica di precisione in Italia. La stazione test, unica in
Europa, permetterà di presentarsi come attori principali anche nel campo dello sviluppo dei futuri
collisori lineari nella fisica delle alte energie.
Collimazione, misura e caratterizzazione di fasci gamma da sorgenti Compton: I fasci
gamma prodotti dalla sorgente ELI-NP hanno caratteristiche molto spinte, con prestazioni di 1-2
ordini di grandezza migliori delle sorgenti gamma oggi disponibili. Energie comprese tra 1 MeV e
20 MeV , risoluzione energetica < 0.3%, 2-6#105 fotoni per impulso e 0.2 – 1.1#105 fotoni al
secondo. Le caratteristiche temporali dell’emissione degli impulsi gamma e il numero di fotoni
emessi per ogni impulso sono tali da richiedere per la loro misura e caratterizzazione lo sviluppo di
nuovi sistemi e tecniche di rivelazione. Particolarmente stringente è la risoluzione energetica
richiesta che, date le caratteristiche dell’emissione Compton, può essere ottenuta soltanto
sviluppando specifici sistemi di collimazione dei fasci gamma.
Diagnostica e Rivelatori: L’attività prevista riguarda lo sviluppo di rivelatori finalizzati a due diversi
scopi :
• la diagnostica del fascio
• la realizzazione di misure di fisica nucleare
basate sullo scattering gamma e
sull’assorbimento risonante con la possibilità di misurare il decadimento dei neutroni dei
nuclei eccitati.
Uno degli argomenti centrali che potrà essere affrontato con ELI-NP è lo studio dettagliato della
risposta dipolare elettrica del nucleo. Questo studio è di grande interesse perché fornisce dati utili
nel campo dell’astrofisica nucleare in quanto la risposta dipolare influenza il processo della nucleo
sintesi e la produzione di neutroni in ambiente stellare nella fase esplosiva. A tale scopo s’intende
sviluppare una tecnica innovativa basata sul decadimento neutronico, misurato con alta risoluzione
dalla risonanza gigante di dipolo. Quest’ultimo fornisce un’informazione utile per la selezione della
forza efficace e per comprendere gli effetti di smorzamento dell’oscillazione dipolare dei nucleoni
nel nucleo.
ELI-Beamlines
L’INFN sta collaborando attivamente anche alle attività riguardanti il secondo “pilastro” che nascerà
a Praga, con particolare riguardo alla generazione di particelle mediante interazione Laser-Plasma,
alla loro manipolazione e accelerazione, alla loro applicazione nel campo medicale e industriale.
ELI-MED: L’uso dei laser che saranno sviluppati nell’ambito dell’infrastruttura ELI, permetteranno,
tra le altre cose, l’accelerazione di ioni attraverso regimi fisici oggi sconosciuti e a energie oggi
possibili solo con acceleratori convenzionali (fino ad 1 GeV di protoni nella configurazione
definitiva). All’interno di ELI-Beamlines sarà realizzata una facility specificatamente mirata
all’utilizzo degli ioni accelerati per applicazioni adroterapiche e radiobiologiche. Tale progetto,
denominato ELIMED (MEDical applications at ELI beamlines), è stato lanciato a Dicembre 2011,
dopo un primo meeting organizzato presso i Laboratori Nazionali del Sud tra vari soggetti
interessati alla collaborazione e i ricercatori ELI. I ricercatori dei Laboratori Nazionali del Sud di
Catania, con esperienza decennale nel campo della radioterapia dei rivelatori per dosimetria, delle
simulazioni Monte Carlo in ambito medicale, nonchè nel campo della accelerazione di particelle da
laser e nella loro diagnostica così come in quello del trasporto di particelle cariche di alta energia e
della loro rivelazione, sono tra i proponenti di ELIMED e sono direttamente coinvolti nel progetto
della realizzazione della facility. Nell’Aprile 2012 è stato firmato un Memorandum of Understanding
tra l’LNS-INFN ed ELI-Beamlines, Institute of Physics of AS CR, Public Research Institution (FZU)
di Praga. Tale MoU definisce il piano e le responsabilità scientifiche della parte INFN e della parte
ELI nella realizzazione di ELIMED.
Gli aspetti nei quali l’INFN contribuirà sono i seguenti:
• Studio, progettazione e realizzazione del sistema di selezione e trasporto dei fasci
! 95
prodotti nell’interazione laser-campione
• Design e ottimizzazione della linea di trasporto adroterapica in aria.
• Diagnostica innovativa, dosimetria e radiobiologia dei fasci prodotti.
Laser Plasma Acceleration: Nel settore dell'accelerazione di fasci di elettroni, l'INFN è
particolarmente interessato a esplorare schemi di collisori elettrone-positrone a 1 TeV, basati su
tecniche di accelerazione laser-plasma. L'INFN è protagonista in questo settore grazie all'attività di
punta sviluppata nell'ambito di SPARCLAB a LNF, che sta realizzando esperimenti pilota
d’iniezione esterna di fasci ultra-corti e ultra-brillanti in onde di plasma eccitate da laser ultraintensi. Questi esperimenti, condotti con fasci di elettroni di 150 MeV di energia a SPARC-LAB,
potrebbero essere riformulati nell'ambito di ELI-Beamline con fasci di qualche decina di GeV,
costituendo un prototipo per un test dimostrativo. Queste attività sono svolte in stretta
collaborazione con il CNR (INO-Pisa) in particolare per quanto riguarda lo sviluppo di tecniche di
accelerazione laser con auto-iniezione e con iniezione esterna.
Laser-plasma proton sources and laser amplification: La generazione di particelle cariche
mediante interazione d’intensi impulsi laser con campioni metallici s’inserisce tra le tematiche
d’interesse dell’istituto che saranno svolte in parte presso le strutture dell’INFN e in parte presso
laboratori esteri dotati di laser di potenza con cui sono in corso collaborazioni scientifiche. Si
prevede di realizzare esperimenti con laser di nuova generazione, con potenze dell’ordine del PW,
in fase di sviluppo (Salamanca, Magurele). Alcuni esperimenti riguarderanno lo studio della
risposta di materiali a flussi energetici elevati, con applicazioni industriali. S’ intende inoltre
sviluppare tecniche di diagnostica e misura dei fasci di particelle secondarie per la realizzazione di
linee d’ interferometria e di spettrometria. Le attività saranno svolte in collaborazione con altri istituti
internazionali, in particolare LULI/LOA/APOLLON, ELI-CZ, FORTH, CERN, FZD. Un’importante
linea di ricerca riguarderà tecniche di amplificazione laser utilizzando metodologie di amplificazione
stimolata per superare i limiti attuali della CPA, Chirped Pulse Amplification, e ottenere impulsi di
elevatissima intensità.
Proton post-acceleration: In questo ambito si intende sviluppare attività teoriche e sperimentali
già presenti nell’INFN, con lo scopo di ottimizzare e realizzare un sistema di cattura, accelerazione
e trasporto di protoni. I primi test possono essere realizzati utilizzando il laser FLAME presso i LNF
con cui è possibile estrarre intensi fasci di protoni di energia Emax$10MeV. Una seconda fase più
significativa sarà realizzata mediante l’ottimizzazione dell’ottica di focalizzazione dell’impulso laser
di FLAME che permetterà di raggiungere energie di circa 60 MeV e una buona risoluzione
energetica. Ciò aprirà prospettive interessanti riguardanti la post-accelerazione fino a 100 MeV.
Tutte le attività descritte saranno accompagnate da trasferimento di know-how alle aziende
italiane coinvolte con particolare riguardo alle componenti meccaniche, elettriche, elettroniche,
ottiche, di controllo e di radioprotezione. L’INFN si avvale della collaborazione delle Università
Italiane, in particolare della Sapienza di Roma e dell’Università di Milano.
•
ELI-Ultra High Field Facility, ancora in fase di preparazione, dedicato agli studi di fisica
delle particelle, fisica nucleare, fisica gravitazionale, astrofisica e cosmologia.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
1
25
Amministrativi
Tecnici
1
! 96
c.
Altro Personale
Assegnisti
5
Borsisti
3
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
d.
Dottorandi
1
1
d.
2011
2012
Finanziamento MIUR FOE
e.
1000 k!
2500 k!
Voce di spesa
Attività legata a
ELI-Beamlines
Annualità I
1000 K!
Annualità II
1000 K!
Annualità III
1000 K!
Annualità “n”
! 97
7.3.3
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione dipartimento
European Spallation Source (ESS), produzione e impiego di fasci di
neutroni di bassa energia
Data Inizio:
1-1-2010
Data Fine:
31-12-2014(Pre-construction
phase), 2015-2026(Construction
phase)
a.
La European Spallation Source (ESS) (http://europeanspallationsource.se/) sarà una infrastruttura di
ricerca localizzata a Lund (Svezia), alla cui realizzazione contribuiscono la maggior parte degli Stati
membri dell’Unione Europea, progettata per la produzione e impiego di fasci di neutroni di bassa
energia per applicazioni prevalenti in struttura della materia, nell’ingegneria e chimica dei materiali (per
fusione controllata, energy storage, costruzione) e per specifici studi di fisica fondamentale. Nella
prospettiva dello spegnimento delle sorgenti europee di neutroni basate su reattori nucleari a partire
dal 2020, ESS offrirà per circa 40 anni di funzionamento l’accesso ad una strumentazione
all’avanguardia nel settore ad una comunità scientifica stimata oggi in più di 5000 ricercatori europei e
circa 8000 scienziati in tutto il mondo.
ESS è stato valutato di interesse strategico da ESFRI, che ne ha raccomandato la rapida
implementazione, in quanto permetterà all'Europa di coprire un ruolo rilevante nella ricerca e sviluppo
dei materiali innovativi favorendo in tal modo lo sviluppo delle industrie manifatturiere, farmaceutiche
ed energetiche. Tale obiettivo è reputato di interesse strategico in tutto il mondo e ha promosso la
nascita delle facilities SNS in USA e JPARC in Giappone. La Commissione Europea ha finanziato con
5000 kEuro la Fase Preparatoria di ESS. Nel 2011 è stata avviata la fase biennale di Pre-Costruzione,
finanziata da Svezia e Danimarca con 60000 kEuro, cui hanno partecipato 17 Paesi dell'Unione, tra cui
l'Italia, firmatari di uno specifico MoU. L'avvio della fase di Costruzione dell'impianto, il cui costo
complessivo sarà di circa 1900000 kEuro, è previsto per il 2015 e durerà circa 10 anni.
A partire dal 2009 l'INFN ha avuto un ruolo operativo nella fase dell'Accelerator Design Update (ADU),
con contributi specifici a diverse segmenti della parte non superconduttiva dell'acceleratore: Sorgente
di Protoni, Radio Frequency Quadrupole e Drift Tube Linac. Nella fase di costruzione tale contributo si
estenderà alle cavità superconduttive della sezione di alta energia dell'Acceleratore. In particolare
LNS, LNL e LASA detengono un know-how nel settore che è riconosciuto a livello internazionale.
b.
L’INFN ha rilevanti competenze nella tecnologia degli acceleratori di alta energia e intensità,
determinanti per la costruzione della linea di accelerazione di ESS che, in virtù della disponibilità di un
fascio di protoni da 5 MW guidato su un bersaglio rotante di tungsteno, consentirà la realizzazione
della sorgente di gran lunga più potente di neutroni di bassa energia tra quelle esistenti in Europa.
La sorgente di protoni si basa su una sezione a bassa energia progettata presso i Laboratori Nazionali
del Sud e su un Drift Tube Linac progettato presso i Laboratori Nazionali di Legnaro. La sorgente a
scarica di microonde produrrà un fascio di protoni con corrente superiore a 70 mA e bassa emittanza,
che attraverso una linea di trasporto a bassa energia (LEBT) invierà il fascio nelle sezioni acceleranti. Il
Drift Tube Linac che accelererà il fascio da 3.6 a 90 MeV è stato ulteriormente potenziato rispetto al
progetto contenuto nella baseline di ESS con l’aggiunta di una tank, in modo da aumentare l’energia
finale della parte non superconduttiva del Linac e aumentare l’affidabilità dell’intero acceleratore di
protoni. La costruzione del prototipo della sorgente PS-ESS e della LEBT sarà completata entro il
periodo 2014-2016, e in questo periodo potrà essere avviata la costruzione del Drift Tube Linac e di
una parte delle cavità superconduttrici di alta energia (a cura della Sezione di Milano), nel quadro del
! 98
contributo in-kind italiano alla facility europea.
Il contributo dell’INFN alla costruzione dell’acceleratore di ESS sarà sinergico con quello di ElettraSincrotrone Trieste e quello di aziende leader in segmenti tecnologicamente evoluti presenti sul
territorio nazionale. Già da diversi anni è infatti in atto una significativa crescita delle imprese italiane
che hanno acquisito know-how rilevante nella progettazione e costruzione di componenti per
acceleratori ad alta energia ed intensità. Attraverso la partecipazione italiana ad ESS, competenze e
trasferimento di know-how dagli Enti Pubblici di Ricerca alle aziende italiane del settore potranno
essere fortemente incrementati, con ulteriori prospettive per tali aziende di qualificazione nel mercato
internazionale delle tecnologie avanzate e acquisizione di commesse. Forte rilevanza strategica avrà
l’interazione con le aziende italiane potenziali fornitrici di cavità superconduttive, quelle operanti nella
meccanica di precisione, nella costruzione di componenti per radiofrequenza, nell’elettronica di
potenza e di regolazione, nei sistemi per la diagnostica, nella componentistica per ultra-alto-vuoto, nei
sistemi magnetici, etc.
I benefici della partecipazione INFN alla realizzazione di ESS dal punto di vista scientifico sono
evidenti: la costruzione di componenti di un acceleratore di potenza mai prima raggiunta consente di
mantenere l’Italia in condizioni vantaggiose in vista della costruzione di macchine di punta in futuro, per
scopi che possono andare dall’Accelerator Driven System per la trasmutazione delle scorie agli
acceleratori per la produzione di radioisotopi, alle macchine per ricerche in Fisica di base.
c.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
5
10
Amministrativi
c.
Tecnici
1
2
Altro Personale
Assegnisti
4
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
! 99
FONDI MIUR tramite FOE
2011 - 447 kEu (tramite Sincrotrone Trieste)
2012 - 1800 kEu
2013 - 2900 kEu (tramite Sincrotrone Trieste)
e.
Voce di spesa
Annualità I
2900 k!
Annualità II
3500 k!
Annualità III
4500 k!
Annualità “n”
! 100
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
European XFEL, produzione di impulsi ultrabrevi di raggi X coerenti
descrizione
Specificare
Intervento:
l’Area
di
Data Inizio:
30 novembre 2010
Data Fine:
2015
European XFEL (http://www.xfel.eu), in via di realizzazione ad Amburgo, produrrà impulsi
ultrabrevi di raggi X coerenti, ponendosi come laboratorio di riferimento a livello globale in campi
cruciali della scienza, come lo studio della dinamica dei complessi processi chimico/biologici alla
base della vita. In particolare, oltre a permettere di fotografare con singola esposizione e
risoluzione atomica le nano-particelle (biologiche e non), grazie alla elevatissima frequenza di
ripetizione degli impulsi, permessa dalla tecnologia superconduttiva, si potrà filmarne in 3D
l’evoluzione ed il funzionamento.
Lo European XFEL è un’infrastruttura ESFRI di carattere regionale che si confronterà con LCLS in
USA e SACLA in Giappone. Le infrastrutture nazionali di fotoni coerenti, come FERMI a Elettra,
sono ad essa complementari e sono inoltre sinergiche alla grande IR regionale in quanto,
attraverso la formazione scientifica, ne facilitano l’accesso.
Il progetto è iniziato il 30 novembre 2010 con la firma in sei lingue della Convenzione e dei
documenti costitutivi da parte dei rappresentanti dei Governi di 11 Paesi, inclusa l’Italia. L’Italia
contribuisce in-kind fornendo, attraverso la partecipazione responsabile dell’INFN, componenti
essenziali dell’acceleratore di elettroni superconduttivo e dei quali detiene o condivide la proprietà
intellettuale. Il contributo sottoscritto dall’Italia è pari a 33000 k! (2005), si intende IVA esclusa e
include il personale valutato in 50 anni-ricercatore equivalenti così suddivisi: 24 ricercatori, 20
tecnologi e 10 tecnici/amministrativi. L’impegno ha la durata di 6 anni, dal 2010 al 2015 inclusi.
I componenti dell’acceleratore di responsabilità dell’Ente sono realizzati in Italia come
conseguenza dell’impegno profuso dall’INFN nel trasferimento all’industria delle tecnologie
sviluppate a partire dagli anni ’90 nell’ambito della collaborazione TESLA. I componenti includono
in particolare: i fotocatodi per la generazione del fascio ultrabrillante di elettroni, la metà delle 800
cavità di accelerazione superconduttive e dei 100 crio-moduli che le contengono ed il modulo di
terza armonica che contiene 8 cavità superconduttive speciali ed ha lo scopo di linearizzare lo
spazio fase longitudinale del fascio.
c. Personale Impiegato (FTE)
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
2
3
Amministrativi
1
Tecnici
c.
2
Altro Personale
! 101
1
Assegnisti
4
Borsisti
2
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
1
d.
In attesa della formalizzazione della partecipazione Italiana, attraverso l’acquisto delle azioni della
società European XFEL GmbH da parte del MIUR, che nei documenti sottoscritti è indicato come
azionista (shareholder), DESY ha anticipato i soldi per le commesse relative alla parte più
consistete ed urgente del nostro contributo in-kind (cavità e crio-moduli). L’Italia rimborsa le
fatture di sua competenza attraverso i fondi FOE allocati ogni anno al progetto. Con i fondi FOE
2010, 2011, 2012 e 2013 sono stati erogati finora all’INFN per XFEL (direttamente o
indirettamente tramite ST) 29000 k!. Per arrivare alla cifra di 42000 k!, che rappresenta
l’equivalente aggiornato dei 33000 k! (2005) dell’impegno sottoscritto dall’Italia, mancano 12500
k! che l’INFN si aspetta di ricevere con i fondi FOE 2014 e 2015. Queste cifre sono quelle ufficiali
che compaiono ormai stabilmente nei verbali dei Consigli di Amministrazione della società
European XFEL GmbH.
La parte dei componenti realizzati in Italia non coperti dal contributo italiano viene coperta dalla
European XFEL GmbH. Il ritardo di un anno già contabilizzato (chiusura tunnel giugno 2016
invece che giugno 2015) comporterà un lieve aumento del costo del personale che verrà
discusso nei prossimi Consigli di Amministrazione e non viene considerato in questa nota.
e.
Voce di spesa
FOE VINCOLATO
Annualità I
6200 k!
Annualità II
6200 k!
Annualità III
Annualità “n”
! 102
7.3.5
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and Applications
in the Middle East)
descrizione
Data Inizio:
30.6.2013
Data Fine:
31-12-2015(synchrotron
construction phase), 20152018(lines construction)
a.
Il SESAME, sviluppatosi sotto gli auspici dell’UNESCO e con la collaborazione del CERN, è volto alla
costruzione di un “third-generation” synchrotron light source ubicato nella città giordana di Allan e che
costituirà il più importante centro di ricerca internazionale del Medio Oriente. SESAME sarà uno
strumento dedicato alle scienze sperimentali e avrà applicazioni in vari ambiti: dalle scienze della vita
ai beni culturali, alle nanotecnologie.
Al SESAME, organizzazione intergovernativa indipendente (cui partecipano scienziati di paesi quali
Palestina, Bahrein, Cipro, Egitto, Giordania, Pakistan e Turchia, Iran e Israele) l’Italia contribuisce
attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ed Elettra.
Al riguardo è stato recentemente sottoscritto ad Amman (Giordania) un importante memorandum
d’intesa tra INFN e il SESAME che formalizza la partecipazione dell’Italia al programma e la nomina di
Giorgio Paolucci, dirigente di ricerca di Elettra Sincrotrone Trieste, il ruolo di Direttore Scientifico del
programma, con un mandato di quattro anni rinnovabile.
La firma dell’accordo e l’incarico al dott. Paolucci rafforzano da un lato la collaborazione tra il nostro
Paese ed il SESAME, e dall'altro il ruolo dell'Italia in questa iniziativa che, al di là della sua validità
scientifica, costituisce un luogo di incontro e dialogo privilegiato tra rappresentanti di nazioni talvolta
distanti sul piano politico.
b.
L’INFN ha rilevanti competenze nella tecnologia degli acceleratori di alta energia e intensità,
determinanti per la costruzione di SESAME. La partecipazione prevede la fornitura in kind di parti
essenziali della macchina. Radiofrequenze (insieme a ST), tubi a vuoto e sistemi di controllo.
La partecipazione italiana alla realizzazione di SESAME si concretizza attraverso un finanziamento da
1 milione di euro per l’anno 2013 (da ripetere per i prossimi quattro anni) accordato dal MIUR all’INFN
INFN coordinerà anche alla formazione del personale nei propri laboratori.
c.
Tipo di personale
a.
b.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
1
1
Amministrativi
! 103
Tecnici
c.
1
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
FONDI MIUR tramite FOE
2013 - ! 1.000 kEuro
e.
Voce di spesa
Annualità I
1000 k!
Annualità II
1000 k!
Annualità III
1000 k!
Annualità “n”
! 104
7.3.6
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
IGNITOR
descrizione
Data Inizio:
2012
Data Fine:
Ingegnerizzazione 2015
Il progetto IGNITOR, ideato dal prof. Bruno Coppi del Massachussets Institute of Technology
di Boston, ha la finalità di realizzare un reattore sperimentale a fusione nucleare, all’interno del
quale si intende raggiungere la fusione del plasma, ovvero il mantenimento della reazione di
fusione grazie all’energia prodotta dal reattore stesso.
A seguito della dichiarazione di intenti firmata a Lesmo il 26 aprile 2010 tra Italia e
Confederazione Russa per favorire una collaborazione bilaterale scientifica e tecnologica,
IGNITOR divenne un progetto bandiera ASI/INAF nell’ambito del Programma Nazionale di
Ricerca (PNR) 2011-2013 (delibera CIPE del 23 marzo 2011) con un finanziamento pari a
77.400 kEuro a valere sul Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR) di cui all’art. 1,
comma 3, del DLgs 204/98 proveniente dagli EF 2010, 2011, 2012.
Nel 2012, il MIUR affidò all’INFN il coordinamento e la responsabilità attuativa del Progetto
Bandiera IGNITOR a valere sulle specifiche risorse del FISR, per gli aspetti e contenuti di
carattere scientifico e, contestualmente, nominò un panel di esperti per la valutazione della
fattibilità del progetto, in particolare relativamente alla congruità dei fondi stanziati.
Il panel, coordinato dal prof. Phlippe Lebrun (CERN), ha trasmesso al MIUR il rapporto finale il
22 marzo 2013 concludendo che i costi di realizzazione saranno superiori ai 77 milioni di euro
allocati, con un limite superiore di spesa stimato in circa 117 milioni di euro. Alla luce di questo
rapporto, con l'accordo del MIUR si è avviata una seconda fase operativa che prevede la
costituzione di un “team di progetto “ italo-russo per l’ingegnerizzazione completa del
progetto, il calcolo effettivo del costo e la preparazione del capitolato di gara europea per la
realizzazione dei componenti e sistemi del reattore e l'analisi dei rischi collegati.
Realizzazione di un reattore sperimentale a fusione nucleare.
c.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
! 105
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
Il MIUR aveva previsto di realizzare il Progetto Bandiera IGNITOR con un finanziamento pari a 77.400
kEuro a valere sul Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR) di cui all’art. 1, comma 3, del DLgs
204/98 proveniente dagli EF 2010, 2011, 2012.
Nel 2011 con l’assegnazione del Fondo ordinario per gli enti e le istituzioni di ricerca (FOE) il MIUR
aveva affidato all’ASI il coordinamento e la responsabilità attuativa del Progetto Bandiera IGNITOR a
valere sulle specifiche risorse del FISR, in collaborazione con INAF per gli aspetti e contenuti di
carattere scientifico.
Nel 2012 con l’assegnazione del FOE il MIUR ha affidato all’INFN il coordinamento e la responsabilità
attuativa del Progetto Bandiera IGNITOR a valere sulle specifiche risorse del FISR, per gli aspetti e
contenuti di carattere scientifico. A seguito di questo, il 17 dicembre 2012 il Dipartimento del Tesoro del
Ministero dell’economia e delle finanze ha trasferito all’INFN, a valere sul fondo FISR, una prima parte
del finanziamento previsto pari a ! 25.300kEuro.
! 106
7.4
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Programma Quadro Europeo FP7
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Nel "triangolo della conoscenza", la ricerca gioca un ruolo fondamentale, con la finalità di rafforzare
la crescita, in termini di cultura e occupazione, dell’Unione Europea (UE) all’interno di un’economia
globalizzata. Il Settimo Programma Quadro (FP7), che si è chiuso col 2013, è stato per l’UE
un’opportunità di portare la sua politica della ricerca al livello delle sue ambizioni economiche e
sociali, consolidando la European Research Area (ERA), la cui realizzazione era prevista per l’inizio
del nuovo Programma Horizon 2020. In FP7 il bilancio annuale dell’UE destinato alla ricerca è stato
aumentato per incentivare così gli investimenti nazionali e privati. L’attuazione di FP7 ha avuto come
obiettivo la soddisfazione delle esigenze, in termini di ricerca e di conoscenza, dell’industria,
l’avanzamento della ricerca fondamentale, e più in generale delle politiche europee. Il programma,
articolato in quattro pilastri principali, ha costituito il primo tentativo globale dell’Unione di porsi come
soggetto autonomo e unitario nel panorama della competitività mondiale.
In questo contesto, l’Europa è stata da sempre un terreno fertile per le iniziative dell’Istituto. Anche
nel clima di forte competitività introdotto dai Programmi Quadro, l’INFN ha saputo affrontare le sfide
grazie alle sue competenze nelle infrastrutture di ricerca e nella computer science, nonché
nell’ambito della fisica nucleare e nella tecnologia degli acceleratori, che sono state di stimolo per
proposte in molti altri campi come salute, ambiente, cibo, nano-scienza, energia e sicurezza.
Programma IDEAS
Con la creazione dello European Research Council (ERC) la UE ha voluto incentivare le ricerche
di frontiera in Europa, la scoperta di nuove conoscenze che cambino fondamentalmente la nostra
visione del mondo e il nostro stile di vita. Questo si è realizzato sostenendo, secondo fasce di età
e di esperienza (Starting, Consolidator, Advanced), i progetti di ricerca più ambiziosi e più
innovatori con lo scopo di rafforzare l’eccellenza della ricerca europea, favorendo la concorrenza e
l’assunzione di rischi.
Complessivamente, durante lo svolgimento di FP7, l’INFN ha vinto (come Principal Investigator o
come partner) 3 Starting, 1 Consolidator e 4 Advanced Grant, per un totale di circa 14 milioni
di Euro.
Highlights 2013
Acronimo e Grant
Contenuto Scientifico
Importo
Sviluppo di una nuova tecnica per la determinazione indiretta di
precisione della massa dei neutrini, grazie alla misura
dell’energia che essi rilasciano durante il decadimento di un
HOLMES
3300 k!
particolare isotopo radioattivo artificiale, l’Olmio-163. Saranno
(Advanced)
utilizzati, allo scopo, sensibilissimi micro-calorimetri raffreddati a
una temperatura prossima allo zero assoluto (–273,15 °C).
Sviluppo di una tecnica d'avanguardia per estrarre da un
CRYSBEAM
acceleratore un fascio di particelle di alta energia. Nella sua
2000 k!
(Consolidator)
fase finale il progetto prevede l'installazione sull'acceleratore
! 107
CALDER (Starting,
INFN Partner)
LHC del CERN.
Progetto dedicato allo sviluppo di rivelatori criogenici di grande
area che sfruttano l’emissione %erenkov.
1200 k!
Programma PEOPLE
Teso a migliorare le prospettive di carriera dei ricercatori in Europa ed attirare un maggior numero
di giovani ricercatori di qualità, sfrutta il successo delle azioni "Marie Curie", che da anni offrono
opportunità di mobilità e formazione ai ricercatori europei.
All’interno di questo programma FP7, l’INFN si è distinto per la creazione di network di ricercatori
che hanno permesso il consolidamento di scuole di eccellenza in fisica fondamentale e la
connessione tra ricerca e mondo industriale, oltre allo studio di nuove tecnologie legate alle nanoscale, o a nuovi materiali.
Complessivamente, durante FP7, l’INFN ha vinto 23 progetti per un totale di circa 5 milioni di
Euro.
Highlights 2013
Acronimo e Grant
Importo
Progetto europeo interdisciplinare, con lo scopo di formare
giovani fisici ed ingegneri nel nuovo campo dei dispositivi
“intelligenti” e di strumenti per applicazioni di frontiera in
astrofisica,
fisica
delle
particelle,
fisica
medica
e
telecomunicazioni. Il network comprende 5 università, 4
laboratori europei e 2 aziende (PHILIPS e THALES) come
INFIERI (ITN)
538.5 k!
partner primari, tutti leader nei loro settori di competenza. I
partner associati in Europa (CERN, e alcune aziende e
università esperte dei settori di competenza del network), negli
USA (FNAL e una ditta “High tech”) e in Korea (Università di
Seoul e Samsung) portano poi ulteriori competenze tecniche
avanzate e complementari a quelle dei partner primari.
Il progetto si propone di studiare il nuovo campo del “nanoelettromagnetismo” con l’obiettivo di capire come le
nanostrutture di carbonio potrebbero avere proprietà
elettromagnetiche interessanti. Il nucleo del progetto è lo
FAEMCAR (IRSES)
34.2 k!
sviluppo, la validazione sperimentale e la definizione teorica
della risposta di nano-strutture in carbonio e di polimeri
compositi basati sul carbonio a range di frequenza dal radio fino
al THz.
Progetto per la formazione di giovani ricercatori nel campo della
ricerca di onde gravitazionali. Ci si aspetta che questo tipo di
segnale, predetto dalla teoria della Relatività Generale di
Einstein, sia osservato entro 5 anni da ora. Complessi apparati
ottici, lasers di alta potenza e a basso rumore, rivestimenti
altamente riflettivi, simulazioni e modelli ottici che usino sistemi 788.5 k!
GraWIToN (ITN)
di computing parallelo sono le tecnologie cruciali usate per
rivelatori di onde gravitazionali che sono anche di estremo
interesse per il settore industriale, come evidenziato dalla
partecipazione di tre industrie private come partner primari e
una come partner associato.
Il progetto ha lo scopo di effettuare uno studio comparativo
dell’efficacia della schiuma di carbonio, di pellicole di carbonio
ultra-fini e composti di resina epossidica/carbonio con bassa
NAmiceMC (IRSES) concentrazione del filler come schermi elettromagnetici 19.0 k!
nell’intervallo di frequenza delle microonde. Ha inoltre l’obiettivo
di sviluppare un adeguato modello teorico dei materiali
elettromagnetici, come supporto ai dati sperimentali.
Network di 8 gruppi teorici, europei ed asiatici, che si occupa di
MSNANO (IRSES)
122.1 k!
sviluppo di modelli di scattering multiplo per le spettroscopie.
! 108
L’obiettivo finale del progetto è quello di fornire agli utenti un sito
dedicato, dove ottenere il codice sviluppato per la
caratterizzazione dei materiali e accedere a tutte le informazioni
correlate.
Programma CAPACITIES
È il settore di FP7 destinato a fornire ai ricercatori degli strumenti efficaci per rafforzare la qualità e
la competitività della ricerca europea. L’importanza della cooperazione internazionale nella ricerca
e del ruolo della scienza nella società è stato fatto proprio dall’INFN che ha costruito numerose
storie di successo nell’ambito dell’analisi dei dati sperimentali, degli acceleratori, dei rivelatori,
dell’adroterapia e dei Free-Electron-Laser. Di grandissimo rilievo sono state in quest’ambito le
iniziative di e-infrastructure con progetti che hanno permesso il trattamento dei dati di LHC,
unitamente al portare queste tecnologie al di fuori dell’Europa, ad altre comunità e a settori transdisciplinari.
Complessivamente, durante FP7, l’INFN ha vinto 46 progetti per un totale di circa 25 milioni di
Euro.
Highlights 2013
Acronimo e Grant
Importo
Progetto dedicato alla formazione di un’area di ricerca europea
sulla scienza degli acceleratori, creando efficacemente una rete
europea di laboratori sugli acceleratori. Gli obiettivi relativi
all'avanzamento in questo campo richiedono la mobilitazione di
tutte le risorse europee per affrontare le sfide scientifiche e
tecnologiche e le funzionalità di ogni singolo laboratorio o
EuCARD-2 (IA)
paese. Gli elementi e gli obiettivi principali del progetto
riguardano le reti e le strutture di accesso transnazionale. I
membri del progetto mirano inoltre a eseguire ricerche sui limiti
dei gradienti per le strutture di accelerazione a radiofrequenza
(RF) e sviluppare collimatori più robusti per la protezione degli
acceleratori in condizioni operative estreme.
Progetto teso a promuovere e supportare collaborazioni
tecnologiche e scientifiche attraverso differenti infrastrutture
digitali operanti in diversi continenti. L'obiettivo è definire un
percorso che porti ad un sistema globale di e-infrastructure per
CHAIN-REDS
permettere a Virtual Research Communities (VRCs), gruppi di
ricerca e singoli ricercatori di accedere ed utilizzare in modo
efficiente risorse distribuite in tutto il mondo, come, ad esempio,
computing e storage, dati, servizi, tools e applicazioni.
Programma COOPERATION
È il programma mirato a incentivare la cooperazione e a rafforzare i legami tra l’industria e la
ricerca in un quadro transnazionale. L’obiettivo è costruire e consolidare la leadership europea nei
settori più importanti della ricerca. Tra questi l’INFN si è distinto in quelli che più sono vicini alla
sua missione istituzionale, come la parte legata alle ricerche spaziali, o in ambito inter-disciplinare
lo sviluppo di tecnologie di visualizzazione in ambito clinico e terapeutico.
Complessivamente, durante FP7, l’INFN ha vinto 7 progetti per un totale di circa 3.0 milioni di
Euro.
Highlights 2013
Acronimo e Grant
Importo
Obiettivo è lo studio di una tecnologia adeguata allo sviluppo di
uno schermo magnetico superconduttore, per proteggere gli
SR2S
astronauti dalla radiazione cosmica durante i viaggi
interplanetari. Lo sviluppo di questa tecnologia aiuterebbe
ulteriormente la scienza e l’esplorazione spaziale, perché
! 109
TRIMAGE
permetterebbe una più lunga permanenza umana nello spazio.
Il progetto dello schermo implica che si debbano compiere studi
dettagliati per capire le condizioni termiche nello spazio, nonché
gli effetti della radiazione ionizzante sul corpo umano, per
esposizioni di lunga durata.
Il progetto è volto allo studio della schizofrenia mediante
tecniche combinate di imaging medico, e
si propone di
costruire, mettere a punto e validare su pazienti un nuovo
sistema di imaging trimodale, che combina le tecniche PET
(tomografia a positroni), RM (risonanza magnetica) ed EEG
(elettroencefalografia) per lo studio e la diagnosi precoce della
schizofrenia.
Lo scopo finale del progetto è la produzione di
un’apparecchiatura innovativa e di costo accessibile,
commercializzabile, in modo da fornire ai centri clinici psichiatrici
uno strumento per la diagnosi dei pazienti. Al progetto
partecipano istituzioni accademiche altamente qualificate, centri
di ricerca specializzati, 4 PMI e alcune grandi industrie, tutte
leader nei loro settori.
Programma EURATOM
Il Settimo Programma Quadro ha finanziato anche le azioni dirette del Centro comune di ricerca
(JRC) e le azioni legate ai settori della ricerca sull’energia di fusione, della fissione nucleare e della
radioprotezione. In considerazione anche dell'ambiente socio-politico italiano nel quale queste idee
tentano di crescere, solo poche proposte sono state presentate dall’INFN. Tuttavia i progetti hanno
avuto un successo molto buono e questo implica che i centri di eccellenza esistono e possono
coltivare studi futuri.
Complessivamente, durante FP7, l’INFN ha vinto 5 progetti per un totale di circa 1.2 milioni di
Euro.
Highlights 2013
Acronimo e Grant
Importo
Il progetto si pone come obiettivo principale quello di affrontare
le sfide aperte nel campo dello sviluppo della conoscenza dei
dati per applicazioni nucleari. Vuole creare un coordinamento
del programma di ricerca sui dati nucleari, le sue infrastrutture e
CHANDA
320 k!
gli strumenti di R&D. Fra gli obiettivi primari c’è quello della
strutturazione dei dati nucleari, con particolare riguardo alle loro
applicazioni volte al miglioramento della sicurezza degli impianti
nucleari.
c.
Personale Impiegato
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
! 110
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
Settimo Programma Quadro
! 111
7.5.1 Collaborazioni Nazionali (Programma Operativo Nazionale)
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
Collaborazioni Nazionali, PON
descrizione
Specificare
Intervento:
Data Inizio:
l’Area
di
Data Fine:
a.
Promuovere, valorizzare e diffondere i valori della ricerca scientifica, dello sviluppo tecnologico, e
dell’innovazione per la competitività del sistema Paese.
Rafforzare e valorizzare l'intera filiera della ricerca e le reti di cooperazione tra il sistema della
ricerca e le imprese, per contribuire alla competitività e alla crescita economica; sostenere la
massima diffusione e utilizzo di nuove tecnologie e servizi avanzati; innalzare il livello delle
competenze e conoscenze scientifiche e tecniche nel sistema produttivo e nelle Istituzioni.
Favorire la creazione di reti tra Università, centri di ricerca e mondo produttivo sviluppando
meccanismi concorrenziali e cooperativi.
Sviluppare contenuti, applicazioni e servizi digitali avanzati e accrescerne la capacità di utilizzo,
l'accessibilità e fruibilità. In particolare, per progetti improntati alla tecnologia CLOUD, le finalità
includono una gestione elastica delle risorse di calcolo e storage da parte degli utenti, rendendo
possibile l’adozione di soluzioni esistenti, adattandole alle proprie esigenze.
Progetto
Budget
(scadenza)
INFN
Realizzazione del primo blocco di rivelazione del telescopio
sottomarino per la rivelazione di neutrini astrofisici di alta energia
20800
KM3NeT-ITALIA che sarà installato al largo delle coste di Portopalo, presso il sito
K!
di Capo Passero a 3500 metri di profondità (vedi scheda
(31/12/2014)
separata).
Il Progetto è sviluppato da un partenariato costituito da INGV
(capofila del progetto), CNR, INFN, SZN e ISPRA, e prevede il
potenziamento delle infrastrutture per la ricerca in ambiente
marino situate nelle Regioni della Convergenza.
EMSO-MEDIT
L’INFN si occuperà del potenziamento del sistema di
2900 k!
(01/03/2015)
terminazione del cavo elettro ottico principale e del
potenziamento del sistema di acquisizione ed elaborazione dati
dell’infrastruttura sottomarina di Portopalo e del Test Site di
Catania.Il progetto rappresenta un forte punto di unione tra i due
progetti ESFRI KM3 ed EMSO.
Studio e sviluppo di un linea di trattamento clinico con protoni e
ioni in adroterapia nell’ambito delle attività del Distretto
IGH-ION
Tecnologico ad Alta Tecnologia Biomedico della Sicilia. I partner
1300 k!
(31/12/2015)
sono CNR, due PMI siciliane, Consorzio COMETA e Energy
Technology SpA
Realizzazione di un’infrastruttura di quattro Data Center di nuova
RE.CA.S.
concezione localizzati nelle zone di Convergenza, uno per ogni
6800 k!
(01/10/2014)
Regione, costituenti un contributo di primaria importanza alle
risorse di calcolo e archiviazione di varia natura della GRID
! 112
MARCHE
CLOUD
(01/07/2013)
PRISMA
(08/06/2015)
CAGLIARI 2020
(31/12/2015)
Open City
Platform (OCP)
(30/06/2016)
Active eAgeing
for Smart Cities
(31/12/2015)
NAFASSY
(National Facility
For
Superconduction
nazionale e dell'European Grid Initiative - EGI, che possa
sostenere i processi innovativi della pubblica amministrazione e
del mondo delle imprese e fornire quindi una base per la futura
sostenibilità dei Data Center stessi.
L'Infrastruttura si inquadra pienamente nel progetto di creazione
di Distretti e Laboratori Pubblico Privati.
Partenariato tra INFN (CNAF e Perugia), Regione Marche,
Università di Camerino, Università Politecnica delle Marche,
Università di Urbino e Università di Macerata. Prototipo di
framework per il Cloud Computing per l'erogazione di servizi
pubblici nella regione Marche.
Aree applicative: sanità, gestione/rilascio certificati efficienza
energetica, definizione di "porte di dominio" comunali (qualche
centinaio di comuni aderenti), in attivazione altri applicativi
(turismo e verifica bandi PA).
Federazione di Cloud, insieme a, e a supporto di, altri progetti
(OCP etc).
Partenariato: INFN (Bari, Catania e Napoli, CNAF), Santer Reply,
coop EDP La Traccia, InnovaPuglia, UNIBA, UNICT, Sielte,
Sicilia sistemi e Tecnologie, CNR, ATS, Lupò Costruzioni,
CINECA, CILEA, UNIEnna.
Obiettivi: sviluppare una piattaforma di cloud computing per i
servizi di e-goverment, su cui realizzare applicazioni per la
Pubblica Amministrazione Locale.
Aree applicative: e-government, servizio sanitario, sicurezza
sismica del territorio.
Soluzioni Cloud per mobilità urbana e per il miglioramento della
situazione energetica e ambientale
Partenariato: INFN (Cagliari e CNAF), Università di Cagliari,
Vitrociset (GA), SPACE (PMI), CRS4, Consorzio Trasporti
Municipale Cagliari.
Aree applicative: mobilità, trasporti, ambiente, sensor data
collection. Le soluzioni sviluppate possono essere applicate ad
altre realtà urbane, nazionali, europee ed extraeuropee.
Obiettivi: fornire soluzioni cloud e strumenti che consentano alle
PA di condividere e riutilizzare applicazioni e servizi, e ai cittadini
di accedere in modo semplice ai servizi.
Aree applicative: smartGov, catasto e tributi, salute e qualità del
cibo, infomobilità e videosorveglianza.
Partenariato: Almaviva, Maggioli, Santer Reply, TD Group, ATI
Marche (12 PMI), ATI Toscana (8 PMI), INFN (Bari, CNAF,
Padova, Perugia e Torino), UNICAM, (ISMB).
Progetto centrato sullo studio dell’invecchiamento della società:
infrastruttura di e-ageing, basata su sensori indossabili e cloud
computing, per migliorare la qualità della vita e la cura della
popolazione anziana.
Obiettivi: sperimentazione di un sistema che permetta il
monitoraggio in tempo reale e su larga scala della salute dei
cittadini, attraverso il ricorso alle più avanzate tecniche di
rilevamento dei dati biometrici dei pazienti, con particolare
riguardo alla popolazione anziana. Il progetto prevede che la
sperimentazione si effettui sul territorio pontino.
Obiettivo: creazione di una Infrastruttura volta a sostenere una
azione di R&D nel campo delle nuove tecnologie nel settore
energetico. In particolare il progetto è volto a realizzare, presso il
campus dell'Università di Salerno, un polo per il test di dispositivi
246 k!
1800 k!
2500 k!
2300 k!
500 k!
3500 k!
! 113
Systems)
(31/12/2014)
c.
superconduttori di potenza e per misure di proprietà di materiali
superconduttori in alti campi magnetici e delle caratteristiche
meccaniche di materiali.
L’accordo di partenariato prevede che Enea sia responsabile del
magnete per le misure dei cavi, INFN degli aspetti criogenici volti
a poter testare dispositivi superconduttori di proprio interesse,
CRdC per misure in alto campo su campioni di laboratorio,
mentre l'Università curerà le infrastrutture generali e potrà
potenziare le proprie attività nel campo della superconduttività.
Infine, anche tramite l'Aggregazione pubblico privata, la
creazione di tale infrastruttura potrà agevolare la collocazione nei
pressi del campus dell'Università di filiali di imprese già operanti
fuori delle regioni della Convergenza o la nascita di nuove
imprese.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
!
!
!
!
!
Fondo europeo di sviluppo regionale FESR (PON Regioni Convergenza, Piano di Azione e
Coesione - PAC)
PNR (al di fuori del FOE, per i bandi a gestione diretta di vari ministeri, non solo MIUR)
MIUR
MAE
Legge 6/2000
! 114
7.5.2 Collaborazioni Regionali e Locali (Piano Operativo Regionale)
Indicare se
Dipartimento
Area di Intervento
HORIZON 2020
descrizione
Collaborazioni regionali e locali
Intervento:
Data Inizio:
Data Fine:
Rafforzare la ricerca, lo sviluppo tecnologico e l'innovazione. Favorire lo sviluppo della
professionalità dei ricercatori, la loro capacità progettuale e la loro autonomia.
Migliorare l'accesso alle tecnologie dell'informazione e della comunicazione.
Migliorare e valorizzare le risorse umane; attività di ricerca e conseguimento conoscenze
trasferibili alle imprese, a favore di giovani laureati e diplomati. Politiche per l'anticipazione e
gestione dei cambiamenti: promozione della competitività.
Creazione/consolidamento di reti tra università, centri di ricerca, mondo produttivo ed istituzionale
con particolare attenzione alla promozione della ricerca e dell'innovazione.
Diffondere ed applicare i risultati della ricerca oltre l’accademia.
Interventi speciali: sia di carattere infrastrutturale, sia di carattere immateriale:
- Scuola sperimentale di dottorato internazionale Gran Sasso Science Institute (GSSI)
- Trento Institute for Fundamental Physics and Application (TIFPA)
Realizzare e/o consolidare infrastrutture di ricerca per migliorare l’accessibilità ai servizi di ricerca
e per l’internazionalizzazione, anche eventualmente a parziale supporto del mondo produttivo.
Sostenere lo sviluppo del capitale umano in un’ottica d’incremento della competitività sul piano
internazionale e di miglioramento dell’integrazione economica e sociale. Anche attraverso una più
intensa collaborazione con Università/EPR/altre Istituzioni di Ricerca pubbliche e private.
Progetto
Budget
(Scadenza)
INFN
AISHa
(Advanced Ion
Source for
Hadrontherapy)
(21/05/2015)
POR FESR Sicilia
2007!2013
Neu_ART
POR FESR
Piemonte
(concluso 2013)
ISAV
Isolatori Sismici
per Advanced
Virgo
POR CREO FSE
Toscana
(concluso 2013)
La realizzazione della sorgente di ioni a multicarica per
adroterapia AISHa, in collaborazione con un pool di piccole
e medie imprese siciliane riveste un’importanza particolare
per il futuro centro di Adroterapia di Catania e per il CNAO
(Pavia), unico centro italiano operante per la cura di tumori
con fasci di ioni. Il trasferimento tecnologico è uno degli
obiettivi del progetto, si prevede l’industrializzazione e la
commercializzazione delle sorgenti ECR.
1300 k!
Sviluppo delle tecniche della radiografia digitale e della
tomografia computerizzata su opere d’arte utilizzando fasci
di raggi X e di neutroni.
589 k!
Progetto complementare al programma di ricerca INFN
“Advanced Virgo”. La collaborazione riguarda l’area di
sviluppo della sensoristica per spostamenti micrometrici e la
progettazione, nonché la realizzazione di particolari
meccatronici avanzati.
589 k!
! 115
Stralcio a Gran
Sasso in Rete
PO FSE Abruzzo
(concluso
31/12/2013)
La Società della
Conoscenza in
Abruzzo
PO FSE Abruzzo
(31/03/2015)
Sistema Sapere e
Crescita
PO FSE Abruzzo
(31/03/2015)
DUOMO
(Digital
Underground
Open Milano
Observatory)
(31/05/2015)
MEGALAB
“Metropolitan eGovernment
Application
LABoratory”
Lazio
“Supporting an
early autism
spectrum disorders
diagnosis throught
Attività di Alta formazione attraverso Assegni di Ricerca
scientifici e tecnologici. Follow up e valutazione finale del
Progetto Speciale multiasse “Gran Sasso in Rete”
Contribuire allo sviluppo del territorio abruzzese che fonda
la propria crescita e competitività sul sapere, la ricerca e
l´innovazione attraverso la realizzazione di attività di alta
formazione e di formazione continua, in grado di garantire il
trasferimento di conoscenze avanzate al tessuto produttivo
regionale e alla valorizzazione del capitale umano. Il
carattere innovativo della formazione proposta risiede
nell’adozione del modello formativo “one to one” per borse
di studio e assegni di ricerca e del modello delle “comunità
di pratica” che, attraverso l’utilizzo degli strumenti del web
2.0 per i corsi online, offre i suoi frutti tra imprenditori e
tecnici delle imprese della Regione.
“Sistema Sapere e Crescita” è un progetto integrato di
attività di ricerca, formazione e orientamento, che ha
l’obiettivo di implementare la rete tra INFN, aziende
altamente specializzate e giovani del territorio abruzzese.
La replicabilità dei modelli formativi adottati, permette
sostenibilità ed esperienza nell’attuazione dei programmi,
mantenendo alto il coinvolgimento dei rappresentanti
dell’economia abruzzese allo scopo di accogliere le istanze
di alta formazione provenienti dal tessuto imprenditoriale
per una migliore diffusione della conoscenza. In
collaborazione con INAF.
Studio e caratterizzazione dei reperti e dei manufatti di
origine storica.
Obiettivi: promuovere e rendere fruibili nuove tecnologie
diagnostiche scientifiche per il settore dei beni culturali per il
miglioramento della gestione e conservazione dei beni
culturali.
Ambiti: sostenibilità ambientale: sicurezza del territorio,
architettura sostenibile e materiali, cultural heritage;
Innovazione sociale: cloud computing technologies per
smart government,
Coinvolgimento del Comune di Milano per:
- Supportare la sperimentazione per gli aspetti logistici
- Condividere i modelli di gestione degli Open data
- Contribuire a valutare eventuali criticità nei risultati
Progetto di e-Government tra i più evoluti a livello europeo.
Prevede la realizzazione di una rete MAN (Metropolitan
Area Network) di raccolta ed accesso ad alta velocità
orientata al Grid Computing, su cui veicolare servizi e
applicazioni tra cui calcolo distribuito e condivisione di
risorse fra centri di Ricerca e Pubblica Amministrazione.
Partenariato: LAit S.p.A., società d’innovazione tecnologica
della Regione Lazio, CNR, ESA-Esrin, INFN ed Università
di Tor Vergata.
Accordo per la realizzazione del progetto di ricerca
“Supporting an early autism spectrum disorders diagnosis
throught the support vector machine approch”
Area clinico-assistenziale e biomedica.
166 k!
2650 k!
1400 k!
500 K!
106 K!
60 K!
! 116
the support vector
machine approch”
(30-11-15)
Obiettivi: determinare se un modello diagnostico basato
sulla SVM-RM possa avere un ruolo complementare
rispetto alla valutazione comportamentale nel distinguere i
bambini DSA dai controlli; migliorare le attuali conoscenza
del coinvolgimento morfologico cerebrale nei DSA.
Contratto INFN/IRCCS N. GR 2010 237873 –
FONDAZIONE STELLA MARIS (Ministero della Salute e
MIUR e cofinanziamento al 50% Regione Toscana)
In aggiunta ai progetti sovra menzionati, l’INFN ha ottenuto risultati di rilievo in molte iniziative
locali, a valere su fondi regionali o legati a Fondazioni (bancarie e non), con particolare
attenzione alla formazione di giovani che possono essere inseriti, già nel corso del progetto, in
realtà produttive locali, favorendo in tal mondo il trasferimento diretto della conoscenza.
Tipo di personale
a.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
Personale di ruolo
Tecnici
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
d.
!
!
!
!
!
!
!
Fondo europeo di sviluppo regionale FESR (PON Regioni CRO 07-13 e POR )
Fondo sociale europeo FSE (POR)
Fondo di sviluppo e coesione (FSC, solo GSSI)
MIUR
Ministero della Salute (bandi ricerca finalizzata, ecc.)
MISE per specifici territori/aree (e.g. bando cratere sismico aquilano; ricerca e sviluppo:
dedicato all'industrializzazione di R&D sui temi di H2020; spin off della ricerca e nuove
imprese innovative SMART)
Progetti finanziati con bandi a valere su leggi regionali sulla ricerca scientifica (e.g. Bando
Regione Lazio Lr 13/2008
http://www.regione.lazio.it/binary/rl_main/tbl_documenti/RIC_DD_G04431_12_12_2013_All
egato1.pdf)
! 117
8.1 Attività di Terza Missione : Formazione e Divulgazione
Numerose sono le attivita’ che INFN svolge nell’ambito della cosidetta Terza Missione. Le
principali riguardano l’alta formazione, la divulgazione e le attivita’ di trasferimento tecnologico.
Queste attivita’ sono intrinsecamente presenti nell’attivita’ dell’ INFN e negli ultimi anni sono
state rafforzate dall’attenzione rivolta alle ricadute della scienza sulla societa’.
b. Attivita’ di educazione e formazione
L’Ente fornisce servizi con diverse modalità. I suoi dipendenti tengono corsi istituzionali in vari
corsi di Laurea. Centinaia di laureandi (di entrambi i livelli) e dottorandi effettuano le loro ricerche
all’interno delle attività INFN (e da questo sono finanziariamente supportati). A livello post-laurea
l’Ente organizza vari corsi di aggiornamento professionale rivolti sia a personale che lavora
nell’area della fisica nucleare e subnucleare che a personale (ad es. personale medico) che
utilizza strumenti propri della fisica di base.
L’Istituto organizza, da solo o con le Università, Master professionalizzanti nelle sue aree di
competenza. L’INFN organizza corsi di aggiornamento professionale per docenti delle
secondarie, tesi ad allineare i loro curricula alle nuove richieste della società. L’INFN compie da
sempre un grande sforzo di divulgazione delle sue attività e delle sue scoperte diretto al pubblico
in generale ed agli studenti delle scuole in particolare. Ad esempio il progetto EEE (Extreme
Energy Events),che, in collaborazione con il centro Fermi, realizza un network di studenti che
compiono osservazioni originali sui raggi cosmici o iI progetto Radiolab, che insegna agli
studenti a compiere misure di radiottivita’ ambientale, in particolare misure di concentrazione di
Radon. Di recente, rispondendo ad un bisogno di reagire al fenomeno dell’abbandono
scolastico, sono partite alcune iniziative di tirocinio presso i propri laboratori, che coinvolgono sia
il personale ricercatore e tecnologo che il personale tecnico ed amministrativo. La più
significativa, iniziata presso i LNF, prevede la partecipazione di 13 studenti provenienti da varie
scuole del Lazio. Nei prossimi anni, all’interno di una logica di best practices ed in collaborazione
con il MIUR e gli Enti locali, contiamo di estendere queste esperienze.
Basandoci sulle tendenze in atto ci aspettiamo che complessivamente queste attività rimangano
almeno costanti nei prossimi anni.
Dal 2013 l’INFN ha fondato (insieme a SISSA di Trieste, Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ed
IMT di Lucca) una scuola di alta formazione dottorale (Gran Sasso Science Institute-GSSI) a
L’Aquila. Si tratta del primo caso di un corso dottorale affidato ad un Ente di Ricerca, ed il primo
caso di una scuola di Alta Formazione a Sud della Toscana.
c. Le attivita’ di comunicazione e divulgazione scientifica
L’Ufficio Comunicazione dell’INFN coordina tutte le attività di comunicazione e diffusione della
cultura scientifica dell’Istituto, a livello nazionale e internazionale. Il lavoro dell’Ufficio
Comunicazione è quello di informare e responsabilizzare i media italiani e incentivare l’interesse
del pubblico per la ricerca in fisica delle particelle e per le sue possibili applicazioni. Il principale
obiettivo dell’Ufficio è, dunque, promuovere l’immagine e le attività dell’Istituto presso i media e
trasmettere e condividere con il grande pubblico, la conoscenza scientifica, gli studi e i progressi
nel campo di ricerca dell’INFN, attraverso attività e strumenti di divulgazione quali mostre, eventi
e pubblicazioni.
Dall’anno 2014 saranno bandite borse di studio per giovani comunicatori della scienza che
prevedono 6 mesi (rinnovabili) di attività presso l’Ufficio Comunicazione dell’INFN. Inoltre l’Ufficio
accoglie su richiesta stagisti provenienti dai vari master in comunicazione scientifica, con alcuni
dei quali ha già attivato le opportune convenzioni.
Attualmente l’Ufficio e’ composto da 6 persone tutte a TD. Budget 360k!
d. Servizi conto terzi
e.
Eventuali collaborazioni
f.
! 118
g.
fi Brevetti
h.
fi Spin off
i.
Tipo di personale
a.
Personale di ruolo
Tecnici
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
5
1
* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a
questa attività di ricerca.
l.
Trasferimenti a carico FOE
Voce di spesa
Annualità I
Gestione ordinaria
100 k!
Iniziative ed eventi
260 k!
Annualità II
Annualità III
Annualità
“n”
! 119
8.2 Attività di Terza Missione: Trasferimento Tecnologico
Finalità:
Promuovere la nascita e lo sviluppo di network ricerca-imprese-territorio che contribuiscano alla
competitività e allo sviluppo economico e imprenditoriale del paese e delle sue articolazioni
territoriali nei settori di interesse diffuso nei quali possono trovare applicazione le tecnologie
sviluppate dall’INFN.
Consolidare le relazioni di interscambio con il sistema imprenditoriale attraverso un modello che
valorizzi la ricerca attraverso collaborazioni durature e iniziative di TT solide, salvaguardando la
natura dell’Istituto come ente che svolge ricerca di base, avvalendosi inoltre delle opportunità offerte
dal programma europeo Horizon 2020.
Obiettivi:
• potenziamento dell’attività di protezione della proprietà intellettuale (PI);
• potenziamento dei servizi interni di supporto alla negoziazione della contrattualistica e licensing;
• creazione di spin off companies (una l’anno circa)
b.
Servizi erogati (attività di alta formazione)
c. Servizi conto terzi
Il “Regolamento per la prestazione di attività a favore di terzi” - approvato dal Consiglio Direttivo
nella riunione del 27 Gennaio 2006 - è diventato effettivo a fine 2011 a seguito dell’approvazione
della ripartizione dell’utile da parte delle OO.SS., prima, e della Funzione Pubblica, poi.
Tali attività hanno subito riscontrato interesse; il trend positivo è documentato dal numero
complessivo dei contratti negoziati e, soprattutto, dal numero delle unità operative che attivano, o
sono in procinto di farlo, lo strumento del conto terzi e che passano da 2 nel 2012 a 7 nel 2013.
Obiettivo: aumentare numero di strutture che sfruttano il conto terzi.
Conto terzi
2011
2012
2013
2014
2015
2016
N° contratti c/terzi
0
7
7
10
12
14
N° strutture che hanno stipulato
almeno 1 contratto c/terzi
0
2
7
+2 nuove
+2 nuove
+2 nuove
d.
Attività di intermediazioni nel trasferimento di fondi a terzi
e. Eventuali collaborazioni
L’Istituto ha attivato con alcune realtà imprenditoriali delle convenzioni (Accordi Quadro) di carattere
generale che inquadrano gli ambiti di ricerca comuni, strumenti di coordinamento e le regole generali
della collaborazione, rinviando ad ulteriori e specifici contratti la definizione dei contenuti concreti
della singola ricerca (attività e aspetti finanziari) e la gestione ad hoc della Proprietà Intellettuale.
Sono state così avviate alcune importanti collaborazioni: con SOGIN cui ha fatto seguito un contratto
attuativo; con Ansaldo Nucleare S.p.a. che ha dato vita ad una proposta di invenzione che si sta
tramutando in domanda di brevetto; con la ITEL telecomunicazioni e con la Ion Beam Application SA
(con la quale l’Istituto ha una lunga storia di collaborazioni che sfociano nella licenza nel 2011 di 2
brevetti, tuttora licenziati) che ha portato nel 2013 ad un ulteriore Cooperation Agreement.
! 120
Recentemente, a dicembre 2013, è stato approvato con la C.A.E.N. un Accordo Quadro in via di
formalizzazione e sono in corso contatti per attivare ulteriori collaborazioni strutturate.
Obiettivi operativi:
1. Accordi Quadro: almeno 2 Accordi Quadro ogni anno dai quali scaturisca un contratto di rircerca
2. Contratti di ricerca: agevolare altre opportunità di cooperazione (H2020)
3. Licensing e negoziazione della contrattualistica: licenziare almeno 1 brevetto all’anno e almeno 1
licensing di know how.
Ricerca collaborativa
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Nuovi Accordi Quadro
0
1
2
+2
+2
+2
N°contratti di ricerca
4
6
3
5
6
7
N° strutture che hanno
stipulato contratti di ricerca
3
5
3
+1
+1
+1
2013
2014
2015
2016
Licenze su PI (brevetti+
licenze software)
3
+1
+1
+1
Licenze su know-how
2
+1
+1
+1
Valorizzazione PI
fi
f. Infrastrutture di ricerca
L’Istituto ha recentemente censito le infrastrutture di ricerca delle strutture (laboratori di elettronica,
officine meccaniche, centri di calcolo, etc.) che è possibile utilizzare tramite contratti di ricerca o
conto terzi; la lista di queste infrastrutture è disponibile al link:
http://www.pg.infn.it/cntt7/infn_facilities/find_dotazioni/0/0/0/0
fi
g. Brevetti
A partire dal 2011 è stato a più riprese razionalizzato il workflow procedurale interno per il deposito
dei brevetti e sono state intraprese azioni di sensibilizzazione nei confronti della rete scientifica; nel
2012 è stata acquisita una risorsa di personale su questo aspetto: la somma di questi elementi ha
prodotto un trend positivo che si è consolidato nel 2013 con la presentazione nei primi mesi
dell’anno di un numero di proposte di invenzione doppio rispetto all’anno precedente e, fino al primo
semestre, un numero di domande di brevetti pari a quelle dei due anni precedenti (2011-2012). A ciò
ha contribuito anche la riduzione dei tempi che intercorrono fino alla presentazione alla della
domanda di brevetto, attualmente circa 90 giorni : tempi brevi annullano le resistenze dell’inventore
rispetto alla pubblicazione e comportano benefici in termini di bontà della protezione e
potenzialmente di valorizzazione. I brevetti finora licenziati sono tre (di cui 1 nel 2013):
parallelamente sta crescendo anche l’attività di licensing del know-how (3 accordi totali di cui 2 nel
2013).
1. mantenere il numero di brevetti depositati per anno;
2. aumentare numero di strutture coinvolte nella brevettazione;
3. diminuire l’intervallo temporale dall’invenzione al brevetto;
! 121
4. aumentare il numero di brevetti sviluppati in collaborazione con aziende.
Proposte d’invenzione presentate
Tempo medio dall’invenzione al brevetto
(gg)
N° strutture che hanno presentato
proposte di invenzione
Domande depositate di brevet depositate
2011
2012
2013
2014
2015
2016
5
7
19
20
20
20
330
290
92
80
70
70
4
5
11
1
7
10
+2
nuove
12
+2
nuove
13
+2
nuove
14
fi
h. Spin off
L’Istituto si è dotato di un regolamento - approvato dal Consiglio Direttivo dell’Istituto a settembre
2010 - che disciplina la procedura autorizzativa per la costituzione di realtà imprenditoriali derivanti
dall’utilizzazione, in contesti innovativi, dei risultati ottenuti nell’ambito delle ricerche dell’INFN.
Nel dicembre del 2011 è stato riconosciuto il primo Spin-off dell’Istituto (DIXIT). Successivamente,
nel 2012, ne sono stati riconosciuti altri due (I-SEE, PIXIRAD); ad oggi, sono in fase istruttoria
DE.TEC.TOR e TECNART.
1. un nuovo spin off ogni anno (qualità e sostenibilità piuttosto che quantità);
2. modificare il regolamento per incentivare il personale a costituire imprese spin off.
Al 2013
N° spin off riconosciute
i. Personale Impiegato (FTE*)
.
Tipo di personale
a.
Personale di ruolo
Tecnici
b.
Amministrativi
Tecnici
c.
Altro Personale
Assegnisti
Borsisti
Co.Co.Co
Comandi in Entrata
Dottorandi
d.
Università
3
2014
2015
2016
(target)
(target)
(target)
+1
+1
+1
Anno I
Anno II
Anno III
Anno “n”
2
1
1
2
1
! 122
l.
* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un
anno a questa attività di ricerca.
Trasferimenti a carico FOE
Voce di spesa
Annualità I
Formazione/missioni 100 k!
Mant. brevetti
Annualità II
Annualità III
Annualità “n”
150 k!
! 123

PTA 2014-2016 Schede - Presidenza INFN

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