Passi avanti per il progetto Electron-Ion Collider

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 F. Bellini    31-08-2022     Leggi in PDF

Si è tenuto dal 26 al 31 luglio all'Università di Stony Brook, NY, il meeting 2022 della comunità di ricercatori attualmente impegnati nel progetto Electron-Ion Collider (EIC). Una riunione di particolare significato, quale occasione di incontro finalmente in presenza per circa un terzo dei 300 partecipanti che, a partire dall'approvazione del progetto nel dicembre 2019, hanno portato avanti le attività online a causa della pandemia COVID-19.

Diverse le novità riguardanti il progetto. Il partenariato tra gli statunitensi Brookhaven National Laboratory (BNL) e il Thomas Jefferson National Accelerator Facility (TJNAF) è stato definito nei dettagli: quali principali organizzatori e coordinatori del progetto, i due laboratori uniranno forze e competenze tecniche per la realizzazione del nuovo complesso di acceleratori con sede stabilita a BNL. Lo scorso giugno il Dipartimento per l'Energia statunitense (DOE) ha approvato il budget di massima e la tabella di marcia per le operazioni di progetto, in vista della definizione dei costi e del piano temporale dettagliati che dovranno essere approvati nell’arco dei prossimi due anni. In parallelo, sono poste le basi per la collaborazione sperimentale che progetterà e costruirà il primo rivelatore a EIC, e si allarga l’interesse internazionale, incluso quello degli Istituti italiani, tra cui spicca l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

Il progetto EIC nasce con lo scopo di spingere la nostra comprensione della materia e dell’interazione forte oltre l'attuale frontiera, tramite lo studio della struttura interna di protoni, neutroni e nuclei. Al termine delle operazioni del Relativistic Heavy Ion Collider di BNL, prevista per il 2025, il complesso di acceleratori esistenti verrà in parte sostituito da una nuova macchina in grado di far collidere fasci di elettroni con fasci di protoni e ioni ad alta energia (da 20 a 140 GeV nel centro di massa per collisioni e-p) e alte luminosità. In particolare, questo consentirà di esplorare la struttura interna di nuclei e nucleoni, laddove questa è dominata da gluoni, nonché di chiarire i meccanismi di formazione degli adroni e l’emergere delle interazioni nucleari a partire dall’interazione forte. L’utilizzo di fasci polarizzati, possibilità unica nel suo genere a queste energie, consentirà di studiare la struttura spaziale e di spin di protoni, neutroni e nuclei leggeri, fornendone un’immagine multidimensionale con dettagli senza precedenti.

A termine di una call aperta nel 2021 per proposte di rivelatori per EIC e del processo di analisi delle proposte, sono state definite le linee guida per la costruzione del "Detector-1". Così nominato nelle prime fasi, questo è stato ribattezzato proprio in occasione di questa riunione EPIC, “Electron Proton Ion Collider” experiment. Si procederà ora alla stesura dello statuto della collaborazione sperimentale, mentre i vari gruppi di lavoro sono impegnati già da mesi sui fronti dello sviluppo delle tecnologie e del design del rivelatore, dell'integrazione dei vari sottosistemi, del software, della simulazione e, ovviamente, della fisica.

Diversi gruppi sperimentali e teorici dell'INFN e di Università italiane contribuiscono già al progetto, da Bari, Bologna, Catania e Laboratori Nazionali del Sud, Cosenza, Ferrara, Frascati, Genova, Padova, Pavia, Roma, Salerno, Torino e Trieste, mentre si pianificano iniziative nel futuro prossimo indirizzate ai più giovani per formare la generazione di scienziati che prenderà parte all’esperimento, dalle fasi di costruzione del rivelatore dei prossimi anni fino alle operazioni di raccolta e analisi dati dopo il 2030.


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Francesca Bellini – Professoressa Associata presso l'Università di Bologna, è impegnata nell'esperimento ALICE presso l'LHC del CERN di Ginevra e Principal Investigator del progetto ERC CosmicAntiNuclei. La sua attività di ricerca è attualmente rivolta alla comprensione dei meccanismi di produzione di adroni, nuclei e antinuclei leggeri in collisioni adroniche e tra ioni pesanti di alta energia.