STUDIO E CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI ATTRAVERSO L'USO DI SORGENTI CONVENZIONALI E LUCE DI SINCROTRONE. UN APPROFONDIMENTO SUI MATERIALI CHE COSTITUISCONO I BENI CULTURALI.
A.Balerna, L.Pronti, M.Romani, G.Viviani, V.Sciarra, M.Pietropaoli, M.Cestelli Guidi

Le tecniche spettroscopiche e di imaging, effettuate utilizzando sorgenti di luce convenzionali e non, come ad esempio la luce di sincrotrone prodotta da acceleratori di particelle, consentono lo studio e la caratterizzazione di materiali in diversi campi di ricerca quali ad esempio la scienza dei materiali, la geologia, la medicina, ed i beni culturali.Nel gruppo di lavoro verrà introdotta sia la luce di sincrotrone, spiegandone le sue caratteristiche e la sua versatilità, sia l’applicazione di sorgenti convenzionali utilizzate in diverse tecniche diagnostiche per la caratterizzazione dei materiali. Una particolare attenzione verrà posta sui materiali che costituiscono i beni culturali che, proprio per la loro unicità e valore artistico, storico ed economico, richiedono lo sviluppo di tecniche non invasive e applicabili in situ o analisi micro-invasive. Infine, verrà realizzato un esperimento nel laboratorio DAΦNE-Luce che prevedrà l’utilizzo di sorgenti convenzionali in un intervallo spettrale esteso, su dei casi studio selezionati.

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DALLE LEGGI DI KEPLERO AI BUCHI NERI: SPERIMENTARE LA GRAVITA' IN CHIAVE MODERNA IN CLASSE
A. Postiglione
I. De Angelis, Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università Roma Tre e INFN Sezione di Roma Tre

In questa attività vedremo come si possono sperimentare anche in classe alcuni fenomeni riguardanti la gravità: come si muovono la Luna, i pianeti e le stelle, come fa una navicella a viaggiare nello spazio, come le masse riescono a deformare lo spazio-tempo, cosa sono i buchi neri e le onde gravitazionali, cosa dice la Relatività Generale di Einstein. Dopo una prima parte dimostrativa, i partecipanti costruiranno e useranno uno spazio-tempo fai-da-te costituito da un kit low-cost e che può essere usato facilmente in classe, con il quale impareranno a sperimentare in prima persona diversi fenomeni. Ai partecipanti sarà anche fornito un manuale che raccoglie i trucchi e le linee guide ricevute dalle tutor durante l’attività.

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BRUNO, PIERRE ED IL MUONE: PERCORSO STORICO E SPERIMENTALE ALLA SCOPERTA DEI RAGGI COSMICI.
M. Beretta, G. Felici, A. Paoloni

Ripercorreremo una storia fatta da viaggi con palloni, immersioni sott‘acqua, lingotti d‘oro ed esperimenti sotto i bombardamenti, che porto' alla scoperta dei raggi cosmici e alla nascita della moderna fisica delle particelle. Seguendo le impronte di protagonisti come Bruno Rossi e Pierre Auger ripeteremo, nei limiti di tempo a noi concessi, alcune delle esperienze che portarono a queste grandi conquiste utilizzando rivelatori a scintillazione e altra strumentazione di laboratorio.

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ALFA, BETA, GAMMA: ALLA SCOPERTA DELLA RADIOATTIVITA'
D. Domenici

All'inizio del '900, i misteriosi "raggi" emessi dai nuclei radioattivi vennero battezzati alfa, beta o gamma a seconda del loro comportamento in un campo magnetico. Oggi sappiamo che si tratta di particelle ben note, di cui conosciamo massa e carica elettrica. La spettroscopia è la misura della loro energia, che permette di identificare univocamente i decadimenti nucleari da cui provengono. E' una tecnica di indagine della materia molto potente, che si applica tanto all'astrofisica quanto ai beni culturali, consentendo di capire il contenuto di una stella o di una tela di Leonardo.
Per le misure verrà usato un rivelatore di particelle economico come lo scintillatore, accoppiato a un sensore di ultima generazione, il fotomoltiplicatore al silicio.

Aula Salvini
Ed. 36

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SUPERCONDUTTIVITA' E L'EFFETTO MEISSNER NEI SUPERCONDUTTORI CERAMICI GRANULARI AD ALTA TEMPERATURA
M. Beatrici, D. Di Gioacchino

Materiale (consultare prima della partecipazione)

Lo scopo dell'incontro è conoscere il fenomeno superconduttivo. Sperimentalmente sarà caratterizzato l'effetto "Meissner" di un materiale superconduttore ceramico. Sarà mostrata la levitazione di un trenino con superconduttori ceramici su una ferrovia magnetica e di un piccolo magnete su un superconduttore. inoltre sarà presentata la misura di suscettività magnetica di un superconduttore in funzione della temperatura. Verrà effettuata una lezione introduttiva del fenomeno e la presentazione delle esperienze che seguiranno in laboratorio.

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SORGENTI DI PLASMA PER L’ACCELERATORE DI PARTICELLE
A. Biagioni, R. Demitra

Il termine ‘compattezza’ è ormai ricorrente anche nel campo degli acceleratori di particelle. Sicuramente tale termine può sembrare in netta contraddizione con l’acceleratore LHC del CERN, dove ben 27 km di lunghezza sono capaci di spingere fasci di particelle a energie prossime a quelle delle reazioni stellari. Accanto ad acceleratori di questo tipo, negli ultimi anni, è nata l’esigenza di avere a disposizione strutture ‘poco ingombranti’ e capaci di fornire fasci di particelle ugualmente energetici, necessarie per applicazioni sia industriali sia mediche, le quali impiegano la maggioranza delle diverse decine di migliaia di acceleratori attualmente in funzione nel mondo. Questo risultato non è ottenibile con le tecniche di accelerazione convenzionali basate su impulsi a radiofrequenza e, di conseguenza, sono in fase di sperimentazione diverse nuove metodologie, fra le quali la più promettente è quella basata sulle ‘scie di plasma’ (Plasma Wakefield Acceleration). In questa tecnica, il pacchetto di particelle accresce la sua energia seguendo la scia delle onde di plasma, proprio come farebbe un surfista che scivola lungo la cresta delle grandi onde marine, riuscendo a essere anche più veloce di queste ultime. Le tecniche per far raggiungere la condizione di plasma, il nostro ‘mare’, a un gas neutro  (idrogeno) e la capacità di confinarlo in sottili strutture di pochi millimetri rappresentano una delle più grandi sfide per arrivare a costruire i cosiddetti ‘plasma-based accelerators’, i quali promettono di essere anche 100 volte più compatti di quelli attuali. La formazione e il confinamento del plasma per l’accelerazione di particelle sarà argomento del gruppo di lavoro.

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MECCANICA QUANTISTICA
S. Bertelli

E' richiesto di portare il proprio computer

Il percorso è strutturato in una breve introduzione teorica e una sessione sperimentale in cui verrà realizzata la misura della costante di Planck a partire dalla misura della tensione di conduzione di due LED che emettono su lunghezze d'onda diverse. Infine verranno presentare delle esperienze dimostrative sulla fisica dell’elettrone.

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ESPLORARE LA MATERIA CON I RAGGI X: CARATTERIZZAZIONE STRUMENTALE E APPLICAZIONI ALLA COMPOSIZIONE DEI METALLI
S. Manti, A. Scordo

E' richiesto di portare il proprio computer

L'attività propone un'esperienza pratica nell'uso della spettroscopia a fluorescenza di raggi X (XRF). Nella prima parte, i partecipanti si concentreranno sulla caratterizzazione del rilevatore, eseguendo la calibrazione, le misurazioni e l'analisi dei dati, fino a determinare sperimentalmente la costante di Fano, un parametro fondamentale per comprendere la fisica del rilevatore. Successivamente, verrà applicata la tecnica XRF per l'analisi della composizione elementare di campioni metallici, come monete e leghe metalliche. L'iniziativa combina teoria e pratica, supportando i docenti nel rendere la scienza più concreta e coinvolgente, con la possibilità di offrire nuove idee per stimolare l'interesse e la partecipazione degli studenti.

Laboratorio VIP/VOXES
Ed. 24

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TECNOLOGIE DI CHANNELING AVANZATE: DAGLI ONDULATORI DI CRISTALLO ALLE GUIDE D'ONDA CAPILLARI
S. B. Dabagov, D. Hampai

Questo seminario descriverà ai partecipanti lo stato degli studi presenti e gli eventuali possibili sviluppi futuri nelle tecnologie di channeling applicate alla fisica dei raggi X (per la maggior parte ottiche policapillari a raggi X applicate alle tecniche CT, XRF, TXRF). Una volta introdotto l‘argomento, i partecipanti saranno invitati a seguire varie attività sperimentali e tecnologiche a XLab Frascati dei Laboratori Nazionali di Frascati. Il Channeling è un fenomeno ben noto correlato al moto di particelle cariche in cristalli allineati. Recenti studi hanno dimostrato la fattibilità di applicare i fenomeni di channeling per la descrizione di altri diversi meccanismi di interazione tra particelle cariche e neutre in solidi, plasmi e campi elettromagnetici dagli studi basati su ondulatori di cristalli, collimatori e acceleratori fino ad elementi ottici per raggi X e neutroni basati su sistemi di capillari.

XLAB
Ed. 57

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LA REALTA' VIRTUALE NELLA FISICA DELLE PARTICELLE
A. Budano, C. Martellini, D. Tagnani - INFN Sezione di Roma Tre

In questa attività entreremo all’interno di uno dei più importanti rivelatori di particelle attualmente in attività grazie alla realtà virtuale. Un modo per indagare e capire il nostro Universo, infatti, è quello di “scomporlo” in mattoni fondamentali. Possiamo farlo studiando le particelle, prodotte nei grandi acceleratori, che oggi riveliamo grazie a immense “macchine fotografiche”. Una di queste è proprio Belle II, il rivelatore di particelle costruito intorno al punto in cui si verificano le collisioni tra elettroni e positroni nell’acceleratore SuperKEKB in Giappone. Grazie al software basato su tecnologie di Realtà Virtuale dell’esperimento Belle II è possibile immaginarsi al suo interno e seguire le particelle prodotte, osservandone anche alcune caratteristiche. A conclusione dell’esperienza verranno fornite ai partecipanti alcune indicazioni e materiali per poter riportare in classe quanto appreso durante questa attività.

FOTONI CHE SPIANO ELETTRONI: RADIAZIONE CHERENKOV E DIAGNOSTICA DI FASCIO
D. Di Giovenale

Uno dei fenomeni prodotti nell’interazione delle particelle con la materia è l’emissione di Radiazione Cherenkov (RC). Questa radiazione oltre ad essere utilizzata nei rivelatori per la rivelazione e caratterizzazione delle particelle, trova anche un'applicazione pratica in alcuni sistemi di diagnostica per acceleratori di particelle. Nella seconda parte dell’esperienza verrà presentato e riprodotto un sistema di BLPM (Beam Loss Position Monitor) che fa uso della RC per individuare gli eventuali punti lungo un acceleratore di particelle in cui il fascio urtando le pareti della camera da vuoto si perde tutto o in parte, consentendo in tal modo di intervenire per minimizzarne le perdite.

Aula B. Touschek
Ed. 36

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