INFN – Belle II

La Realtà Virtuale nella fisica delle particelle

Un modo per indagare e capire il nostro universo è quello di “scomporlo” in mattoni fondamentali, osservando e studiando le particelle prodotte nei grandi acceleratori come LHC, al Cern di Ginevra, o SuperKEKB, in Giappone, e rivelate grazie a immense “macchine fotografiche” capaci di osservare moltissime proprietà delle particelle che le attraversano, come la massa, l’energia, la velocità, la rotazione, e molte altre. Ma come fanno i ricercatori a seguire il movimento delle particelle nei loro rivelatori? Innanzitutto è necessario combinare una serie di segnali elettrici provenienti da differenti sensori all’interno del rivelatore e in seguito analizzare un set di grafici per determinare le caratteristiche delle particelle e dell’evento fisico che le ha prodotte. Per analizzare i dati dell’esperimento Belle II – un rivelatore costruito intorno al punto in cui si verificano le collisioni tra elettroni e positroni nell’acceleratore SuperKEKB, a Tsukuba, in Giappone – è stato sviluppato un software basato su tecnologie di Realtà Virtuale (VR), nel quale sono stati ricostruiti in 3D tutti i componenti del rivelatore e una parte dell’acceleratore SuperKEKB. Nel software è stato inserito inoltre un componente che simula il moto delle particelle. Questo permette all’utente di immaginarsi all’interno della sala sperimentale che ospita il rivelatore dell’esperimento e di seguire gli elettroni e i positroni accelerati, osservare le loro collisioni e la produzione di altre particelle, comprendendo così come i diversi rivelatori dell’esperimento operano per poterle rilevare. L’utilizzo di questa tecnologia fornisce interessanti spunti didattici poiché facilita l’approccio degli studenti alla fisica delle particelle, costituendo un potente strumento di “osservazione” nella scienza dell’infinitamente piccolo.

Il work shop è a cura di Antonio Budano, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Roma.

L’INFN è l’ente pubblico nazionale di ricerca dedicato allo studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che li governano. Svolge attività di ricerca, teorica e sperimentale, nei campi della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare. Le attività di ricerca dell’INFN si svolgono tutte in un ambito di competizione internazionale e in stretta collaborazione con il mondo universitario italiano, sulla base di consolidati e pluridecennali rapporti. 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 sia in collaborazione con il mondo dell’industria. L’INFN è stato istituito l’8 agosto 1951 da gruppi delle Università di Roma, Padova, Torino e Milano al fine di proseguire e sviluppare la tradizione scientifica iniziata negli anni ‘30 con le ricerche teoriche e sperimentali di fisica nucleare di Enrico Fermi e della sua scuola. Nella seconda metà degli anni ‘50 l’INFN ha progettato e costruito il primo acceleratore italiano, l’elettrosincrotrone realizzato a Frascati dove è nato anche il primo Laboratorio Nazionale dell’Istituto. Nello stesso periodo è iniziata la partecipazione dell’INFN alle attività di ricerca del CERN, il Centro europeo di ricerche nucleari di Ginevra, per la costruzione e l’utilizzo di macchine acceleratrici sempre più potenti. Oggi l’ente conta circa 5000 scienziati il cui contributo è riconosciuto internazionalmente non solo nei vari laboratori europei, ma in numerosi centri di ricerca mondiali.

Fascia d’età: scuole superiori,2° ciclo