L'electron-ion collider: una grande opportunità

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 E. Nappi    30-09-2020

Vista schematica del previsto Electron-Ion Collider (EIC), una macchina di scoperta per svelare i segreti della "colla" che lega i mattoni della materia visibile nell'universo./ A schematic view of the planned Electron-Ion Collider (EIC), a discovery machine for unlocking the secrets of the "glue" that binds the building blocks of visible matter in the universe. (Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)).

Il 9 gennaio 2020, il Dipartimento dell'Energia del governo degli Stati Uniti ha diffuso la notizia che al Brookhaven National Laboratory (BNL), distante circa 100 km da New York, verrà costruito nei prossimi anni un collisore elettrone-ione (EIC, acronimo di electron-ion collider) le cui elevate luminosità (1033‐34 cm‐2sec‐1) e polarizzazione dei fasci (non inferiore al 70%) richiederanno l’impiego di soluzioni tecnologiche di frontiera.

L'origine della massa e dello spin dei nucleoni e il ruolo dei gluoni sono solo alcune delle questioni fondamentali ancora irrisolte della fisica adronica, a cui l'acceleratore EIC darà una risposta a partire dal 2030 in una sorta di staffetta con l’Europa, dove gli esperimenti HERMES a DESY e COMPASS al CERN sono stati dei pionieri nello studio di questi aspetti centrali della QCD.

Allo scopo di presentare lo stato delle attività in corso e stimolare la partecipazione ad EIC a livello mondiale, il 31 luglio scorso, Tim Hallman, Associate Director of the Office of Science for Nuclear Physics del Dipartimento dell'energia statunitense (DOE), ha organizzato una riunione telematica con le maggiori istituzioni di ricerca internazionali. Hanno risposto all'invito i rappresentanti di undici nazioni, e per l'Italia hanno partecipato alla riunione Diego Bettoni e Eugenio Nappi, della Giunta Esecutiva dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), e Angela Bracco, Presidente SIF, nel suo ruolo di chair dello IUPAP C12-WG9.

L'INFN ha una lunga tradizione di stretta collaborazione con il DOE; nel campo della fisica adronica, contributi rilevanti sono stati forniti alla realizzazione degli apparati sperimentali e al programma di fisica del Jefferson Lab (JLab). Sulla scia di questi successi, EIC rappresenta un'ulteriore importante opportunità per rafforzare il carattere internazionale della fisica nucleare italiana. Secondi in numero solo agli americani, circa cento ricercatori INFN, tra sperimentali e teorici, sono già entusiasticamente impegnati con ruoli incisivi in questa straordinaria avventura scientifica.

Homepage: i nuovi componenti dell'Electron-Ion Collider (EIC) (tra cui un acceleratore di elettroni, in rosso, e un anello di accumulazione di elettroni, in blu) si adatteranno all'interno del tunnel che attualmente ospita il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC, in giallo). L'EIC riutilizzerà uno dei due anelli di accumulazione di ioni di RHIC per le collisioni degli elettroni con gli ioni e rivelerà tali collisioni tramite uno o più apparati sperimentali. / Homepage: New Electron-Ion Collider (EIC) components (including an electron accelerator, red, and electron storage ring, blue) will fit inside the tunnel that currently houses the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC, yellow). The EIC will reuse one of RHIC's two ion storage rings for collisions of electrons with ions, and track those collisions with one or more detectors. (Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.0 Generic (CC BY-NC-ND 2.0)).