Ad
Amman, in Giordania,
è stata realizzata la prima sorgente di luce di sincrotrone del Medio Oriente denominata Sesame (
Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East), dedicata alle applicazioni delle scienze sperimentali che funzionerà come un potentissimo microscopio con applicazioni in vari ambiti dalle scienze della vita, ai beni culturali, alle nanotecnologie. È un’impresa cui partecipano scienziati provenienti da Palestina, Bahrein, Cipro, Egitto, Iran, Israele, Giordania, Pakistan e Turchia. L’Italia attraverso l’Infn (Istituto nazionale di fisica nucleare) ed Elettra Sincrotrone Trieste Spa, ha partecipato fornendo importanti elementi dell’acceleratore principale, dei sistemi di rivelazione e la formazione del personale addetto. E oltre a questo si è impegnata nella realizzazione della foresteria.
Il laboratorio Sesame è a pochi chilometri da Amman in Giordania. Descrivere la fondazione del laboratorio internazionale di luce di sincrotrone Sesame – la struttura funziona dal 2017 – includendo aspetti politici, oltre che scientifici, è un lavoro che va oltre i miei intenti e gli spazi che mi sono concessi qui. Il suo obiettivo è di unire il lavoro di persone di paesi con tradizioni e religioni diverse motivate da un obiettivo comune promuovere la conoscenza scientifica ed applicarla nell'avanzamento delle tecnologie utili a tutti. È la migliore base per un dialogo costruttivo proiettato su un futuro che coinvolge inevitabilmente anche scenari politici.
La scienza come strumento per migliorare la collaborazione arabo-israeliana
Già negli anni '80 il fisico teorico Abdus Salam, pakistano, premio Nobel, conosciuto in Italia per aver fondato l'Ictp di Trieste (
International Center for Theoretical Physics), suggerì di istituire un polo di ricerca in Medio Oriente, con la motivazione che
in quella regione mancavano strutture di ricerca e che il Corano chiede di indagare sulla natura. I tempi non erano ancora maturi ma circa un decennio dopo l'idea fu ripresa pensando a un esempio di successo realizzato nell’Europa post-bellica per combinare la promozione della scienza e consolidare la pace il Cern (Centro europeo di ricerca nucleare). Su quel modello è nato lo spunto per impiegare la stessa idea nel Medio Oriente.
Nel 1994, il compianto Sergio Fubini, fisico teorico al Cern e professore all'Università di Torino, e Eliezer Rabinovici, professore di fisica teorica all'Università ebraica di Gerusalemme, hanno pensato alla scienza come strumento per migliorare la collaborazione arabo-israeliana. È nato così ad Amman, nell’ambito di una collaborazione tra molti paesi della regione, il laboratorio internazionale
Sesame (🔗
https:// www.sesame.org.jo/sesame), il cui acronimo significa "luce di sincrotrone per la scienza sperimentale e le applicazioni nel Medio Oriente".
È il primo laboratorio di luce di sincrotrone nel Medio Oriente, ed è gestito da un'organizzazione intergovernativa i cui membri sono: l'Autorità nazionale palestinese, il Bahrain, Cipro, l'Egitto, la Giordania, l'Iran, Israele, il Pakistan e la Turchia. Inoltre, molti paesi – fra cui l'Italia – sono osservatori nell'ambito degli organi dell'organizzazione.
Il progetto ha il duplice scopo di stimolare l'eccellenza scientifica nel Medio Oriente e negli Stati vicini limitando la fuga dei cervelli, dando la possibilità di svolgere ricerche di rilievo internazionale in discipline che vanno dalla fisica fondamentale, alla scienza dei materiali, alle scienze della vita e beni culturali,
e di costruire ponti tra società e culture diverse contribuendo alla pace attraverso la cooperazione scientifica internazionale.
COSA SONO LE SORGENTI DI LUCE DI SINCROTRONE E CHE TIPO DI RICERCA PERMETTONO?
Il centro si basa su un
acceleratore di elettroni di ultima generazione, con una circonferenza di circa 130 metri. Se un elettrone viene accelerato, emette fotoni, cioè luce. Quando oscilla, con una certa frequenza nell'antenna lineare di una radio, emette una radiazione elettromagnetica di dipolo con la frequenza corrispondente. Se un campo magnetico impone a un elettrone di restare in un’orbita circolare, questo subisce un'accelerazione centripeta ed emette radiazione elettromagnetica. Se gli elettroni si muovono a velocità vicine alla velocità della luce, questa radiazione è tangente all'orbita e fortemente focalizzata a causa degli effetti relativistici.
Fu osservata per la prima volta nel 1947 in un sincrotrone e la si è chiamata "
radiazione di sincrotrone". Una radiazione che ha proprietà molto speciali rispetto ad altre fonti di radiazione; per esempio è fortemente collimata nella direzione degli elettroni che la emettono e può coprire un ampio spettro continuo di lunghezze d'onda, dall'infrarosso ai raggi X.
La potenza irradiata è di molti ordini di grandezza superiore a quella che si può ottenere con fonti più convenzionali; inoltre, è possibile formare pennelli di radiazione (linee di luce,
Nda), di dimensioni micrometriche, che permettono, assieme agli strumenti di rivelazione, nuovi e dettagliati studi sulle proprietà fisico-chimiche dei materiali.
UN PROGETTO AMBIZIOSO
Un laboratorio di queste dimensioni è un’impresa costosa, ma il supporto internazionale a quest'idea ha dato i suoi frutti.
L'Italia ha contribuito, tra gli altri, con generosità,
non solo portando le proprie eccellenze tecnologiche, di cui scrivo più avanti,
ma anche attraverso la costruzione di una nuova e moderna foresteria che, nei suoi spazi accoglienti, facilita l'incontro e la permanenza dei ricercatori che ottengono, attraverso una selezione competitiva, il privilegio dell'uso dell'acceleratore per le loro ricerche.
Una foresteria moderna è la maniera migliore per realizzare e consolidare la comunità internazionale di ricerca
Una foresteria moderna è la maniera migliore per favorire lo scambio e l'incontro, oltre a realizzare e consolidare la comunità internazionale di ricerca che fa capo al laboratorio Sesame.
L’ambizione di Sesame è quella di creare un polo positivo e costruttivo in quella parte tormentata di mondo utilizzando
la ricerca scientifica come base comune su cui costruire di ponti di dialogo.
Per un laboratorio di ricerca scientifica è necessario porsi alla frontiera della conoscenza; disporre di strumenti per attrarre le menti migliori può generare risultati che portino un effettivo progresso. Per questo abbiamo ideato e realizzato,
con il supporto del Ministero dell'Università e della Ricerca, uno strumento di analisi che ha le caratteristiche necessarie ad attrarre ricercatori e a rinforzare Sesame come polo di ricerca internazionale.
Si tratta di un sistema di rivelazione, un
rivelatore di fotoni: uno strumento che raccoglie l'esperienza e i risultati di
più di trent'anni del nostro lavoro di ricerca alla frontiera della tecnologia. Questi rivelatori sono come macchine fotografiche capaci di darci immagini di alta precisione sulla composizione e la struttura dei campioni in analisi sulle linee di luce.
Se vogliamo dare uno sguardo ulteriore al rivelatore realizzato per Sesame, dobbiamo anzitutto parlare della collaborazione che si è data l'obiettivo di realizzare uno strumento con potenzialità superiori a qualunque strumento esistente. La proposta si è concretizzata nel 2015 nell'ambito di una collaborazione tra i ricercatori dell'Infn di Trieste, dell'Università di Udine, di Elettra Sincrotrone, del Politecnico di Milano e della Fondazione "Bruno Kessler" di Trento, con la collaborazione dell'Ictp. Seguendo l'idea iniziale, questi poli di eccellenza hanno messo in opera la loro conoscenza, esperienza e capacità costruttiva, oltre a una buona dose di fortuna e coraggio.
Ne è nato un gioiello strumentale che avrà probabilmente un seguito, ma che, per ora, arricchisce in esclusiva i laboratori di Sesame, permettendo già oggi misure altrimenti impossibili. Si tratta di realizzazioni con un alto grado di complessità che vedono l'impiego di
tecnologie uniche, dai sensori di silicio alle elettroniche di lettura, che convergono in un sistema integrato e completo di tutto, ai
software di estrazione dei risultati.
Diversamente da quanto spesso avviene negli sviluppi di ricerca, in questo caso si è voluto prendere un’impostazione che preveda la messa in opera di un sistema completo di ogni dettaglio, capace di operare con autonomia senza ulteriori sviluppi. Proprio per questo si è reso necessario, anche considerando le caratteristiche specifiche del lavoro alle linee di luce di sincrotrone, in cui chi va per rilevare le misure ad alta efficienza e precisione impiega un sistema di rivelazione che non conosce e di cui non si occupa. Il sistema di rivelazione è parte integrante della linea di luce, gestita dal responsabile, sulla quale si avvicendano gli
user. I sistemi di rivelazione devono operare con grande affidabilità, senza la necessità della presenza degli specialisti del sistema stesso.
UN ESEMPIO SULL'UTILITÀ PER LA NOSTRA QUOTIDIANITÀ?
L'analisi di campioni alimentari per escludere la presenza di elementi non voluti. Ma anche l'analisi di reperti storici e artistici, analisi di tipo industriale.
È così che la condivisione di informazioni e strumenti scientifici si avvia a diventare la base di un dialogo costruttivo proiettato su un futuro che coinvolge anche scenari politici. Attraverso strutture come il laboratorio Sesame
si può far crescere la cooperazione e utilizzare l'innovazione tecnologica come una forza di coesione e crescita comune.
Nasce una rete sovranazionale di ricercatori che condividono amicizia, conoscenze e imprese scientifiche; i risultati conseguiti avvicinandosi ai cittadini diventano aspetti di cultura condivisa.
Parliamo spesso di risultati scientifici a volte sorprendenti,
più raramente parliamo della comunità di ricercatori che non conosce frontiere nazionali e che, oltre ai risultati utili a tutti, ci dimostra quali grandi possibilità e ricchezze porta lo scambio tra culture diverse che si integrano e rinforzano a vicenda.
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L'ingresso al laboratorio
La nuova foresteria è stata dedicata a Sergio Fubini
La delegazione italiana, guidata da Antonio Zoccoli, presidente dell'Istituto nazionale di fisica nucleare, visita il laboratorio
L'acceleratore di elettroni di Sesame (© Dean Calma / IAEA)
In questa immagine vediamo i risultati ottenuti dal rivelatore realizzato per il laboratorio SESAME. Il grafico ci mostra una curva con una serie di picchi:I
sono le linee atomiche dei materiali che compongono il campione evidenziato dal processo di analisi con la luce di sincrotrone ed il nuovo rivelatore. È, in sostanza, un'impronta digitale che identifica il campione in analisi, descrivendone caratteristiche e composizione.
