PIANO TRIENNALE DI ATTIVITA 2016 – 2018 SCHEDE DI … · Tale progettualità mostrerà una...

Nota: nella compilazione delle schede, quando è indicata solo la prima annualità per il costo del progetto, deve intendersi la stessa previsione di spesa per le annualità successive

PIANO TRIENNALE DI ATTIVITA 2016 – 2018

SCHEDE DI DETTAGLIO

Ente ISTITUTO NAZIONALE FISICA NUCLEARE

INFN

Indice 1. Missione pag. 1 2 Dotazione Organica pag. 2 3. Fabbisogno del Personale pag. 3 4 Partecipazioni (tipologia: in società, associazioni, fondazioni, …) pag.4 5.1.1 Attività di Ricerca (fisica subnucleare) pag. 6 5.1.2 Attività di Ricerca (fisica astroparticellare) pag. 14 5.1.3 Attività di Ricerca (fisica nucleare) pag. 18 5.1.4 Attività di Ricerca (fisica teorica) pag. 23 5.1.5 Attività di Ricerca (calcolo scientifico) pag. 28 5.2.1 Attività di Ricerca (fisica medica) pag. 32 5.2.2 Attività di Ricerca (computing cloud) pag. 35 5.2.3 Attività di Ricerca (applicazione di tecniche nucleari ai Beni Culturali) pag. 41 6.1.1 Infrastrutture di Ricerca (LNF) pag. 47 6.1.2 Infrastrutture di Ricerca (LNGS) pag. 52 6.1.3 Infrastrutture di Ricerca (LNL) pag. 56 6.1.4 Infrastrutture di Ricerca (LNS) pag. 59 6.2. Infrastrutture di Ricerca (EGO) pag. 64 6.3 Infrastrutture di Ricerca (KM3NeT-IT) pag. 67 6.4 Infrastrutture di Ricerca (SPES) pag. 71 6.5 Infrastrutture di Ricerca (CNAF) pag. 74 6.6 Infrastrutture di Ricerca (LABEC) pag. 79 6.7 Infrastrutture di Ricerca (LASA) pag. 82 6.8 Infrastrutture di Ricerca (TIFPA) pag. 87 6.9 Infrastrutture di Ricerca (GSSI) pag. 91 6.10 Infrastrutture di Ricerca (IFMIF) pag. 95 7.1.1 Collaborazioni Enti pag. 97 7.1.2 Collaborazioni Internazionali pag. 101

7.2 Rapporti e Convenzioni con le Università pag. 102 7.3.1 Collaborazione Internazionali (EUROFEL) pag. 107 7.3.2 Collaborazione Internazionali (ELI) pag. 110 7.3.3 Collaborazione Internazionali (ESS) pag. 116 7.3.4 Collaborazione Internazionali (XFEL) pag. 119 7.3.5 Collaborazione Internazionali (SESAME) pag. 122 7.3.6 Collaborazione Internazionali (IGNITOR) pag. 124 7.4 Collaborazione Internazionali (H2020) pag. 126 7.5. Collaborazione Nazionali (PON-POR) pag. 135 8 Attività di Terza Missione pag. 141

1 Missione L’INFN è l’ente pubblico di ricerca, vigilato dal MIUR, dedicato allo studio dei costituenti fondamentali della materia e alle loro interazioni; la sua attività di ricerca , teorica e sperimentale, si estende ai campi della fisica subnucleare, nucleare ed astroparticellare. L’Ente considera poi con grande attenzione tutte le applicazioni, derivanti da tale ricerca di base, che abbiano un significativo impatto sulla società, il territorio e il suo tessuto produttivo, e costituiscano un importante stimolo per l’innovazione tecnologica del nostro Paese. Le attività di ricerca dell’INFN si svolgono tutte in un ambito di collaborazione e competizione internazionale e in stretta cooperazione con il mondo universitario italiano, sulla base di consolidati e pluridecennali rapporti. Numerose attività di ricerca dell’Ente sono condotte in modo sinergico con altri Enti di ricerca nazionali. 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 che in collaborazione con il mondo dell’industria. L’attività dell’INFN si basa su due tipi di strutture di ricerca complementari: le Sezioni e i Laboratori Nazionali. I quattro Laboratori nazionali, con sede a Catania (Laboratori Nazionali del Sud – LNS), Frascati (Laboratori Nazionali di Frascati – LNF), Legnaro (Laboratori Nazionali di Legnaro – LNL) e Gran Sasso (Laboratori Nazionali del Gran Sasso – LNGS), ospitano grandi apparecchiature e infrastrutture messe a disposizione della comunità scientifica nazionale e internazionale. Le 20 Sezioni e i 10 Gruppi collegati alle Sezioni o Laboratori hanno sede in altrettanti dipartimenti di fisica universitari e realizzano la stretta connessione tra l’Istituto e le Università. Per lo svolgimento dell’attività scientifica, l’Istituto si avvale di cinque Commissioni Scientifiche Nazionali (CSN), consultive del Consiglio direttivo. Esse coprono rispettivamente le seguenti linee scientifiche: fisica subnucleare (CSN1), fisica astroparticellare (CSN2), fisica nucleare (CSN3), fisica teorica (CSN4), ricerche tecnologiche e interdisciplinari (CSN5). I 4 laboratori nazionali LNL, LNGS, LNF, LNS rappresentano un’ossatura fondamentale per tutte le iniziative dell’INFN ed in particolare ospitano infrastrutture e facilities messe a disposizione della comunità internazionale. Oltre a tali laboratori nazionali, l’Ente possiede altre grandi infrastrutture di ricerca che intende valorizzare ancor più nel prossimo triennio nel quadro di una programmazione ed incentivazione delle infrastrutture di ricerca in chiave europea. La progettualità dell’INFN per quanto concerne l’attività di ricerca scientifica e tecnologica ed il vasto quadro degli accordi con altri Enti e/o Università e dei progetti che vedono il cofinanziamento di enti ed organismi regionali, nazionali ed internazionali sarà presentata nei capitoli successivi. Tale progettualità mostrerà una profonda sintonia con le linee guida del prossimo Programma Quadro della ricerca europea, HORIZON 2020 (H2020). Per meglio evidenziare la caratterizzazione dei progetti di ricerca scientifica e tecnologica dell’Ente in sintonia con i pilastri portanti di H2020, tali progetti seguiranno grosso modo la classificazione di progetti di “excellent science”, per una “better society” e di impatto per l’obiettivo di H2020 di avere “competitive industries and innovative technology”

1

2 Dotazione Organica

Dirigente I fascia 0 0 0 0

Dirigente II fascia 2 2 1 0

Dirigente di ricerca I 117 117 101 2

Primo ricercatore II 265 267 255 2

Ricercatore III 223 227 221 56

Dirigente tecnologo I 42 42 42 2

Primo tecnologo II 89 87 85 4

Tecnologo III 131 127 107 113

Collaboratore tecnico E.R. IV 309 309 295 0

Collaboratore tecnico E.R. V 171 171 170 3

Collaboratore tecnico E.R. VI 80 80 74 65

Operatore tecnico VI 67 67 62 1

Operatore tecnico VII 11 11 10 0

Operatore tecnico VIII 10 10 10 1

Funzionario di amministrazione IV 46 46 43 0

Funzionario di amministrazione V 16 16 16 9

Collaboratore di amministrazione V 148 148 145 0

Collaboratore di amministrazione VI 57 57 56 0

Collaboratore di amministrazione VII 10 10 10 67

Operatore di amministrazione VII 6 6 4 0

Operatore di amministrazione VIII 1 1 1 0

1.801 1.801 1.708 325Totale

Profilo LivelloDotazione Organicaal 31/12/2015

Personale in servizio a tempo indeterminato

al 31/12/2015

Personale in servizio a tempo determinato

al 31/12/2015

Dotazione Organicaal 05/04/2016

Altro Personale Personale in servizio

al 31-12-2015 impiegato in ricerca

Personale in servizio al 31-12-2015 NON

impiegato in ricerca Altri Incarichi di Ricerca 0 0

Assegnisti 240 5 Borsisti 112 18

Co.Co.Co 36 12 Comandi in Entrata 4 5

Dottorandi 111 0 Personale precedentemente

citato proveniente dalle Università 1 0

Totale 503 40

2

3 Fabbisogno del personale

Num Costo Num Costo Num CostoDirigente I fascia 0 0 -‐€ 0 -‐€ 0 -‐€ 0Dirigente II fascia 2 1 120.703,81€ 1 120.703,81€ 1 120.703,81€ 0Dirigente di ricerca I 117 108 8.373.508,57€ 105 8.140.911,11€ 98 7.635.979,68€ 7Primo ricercatore II 267 257 15.511.872,62€ 257 15.511.872,62€ 256 15.528.396,80€ 7Ricercatore III 227 214 10.187.177,86€ 213 10.139.574,22€ 229 10.955.492,82€ 1Dirigente tecnologo I 42 41 3.178.831,96€ 48 3.721.559,36€ 48 3.740.071,68€ 0Primo tecnologo II 87 85 5.130.385,89€ 90 5.432.173,29€ 90 5.459.202,00€ 1Tecnologo III 127 146 6.950.130,69€ 142 6.759.716,15€ 141 6.745.521,78€ 3Collaboratore tecnico E.R. IV 309 294 13.828.257,52€ 293 13.781.222,63€ 291 13.755.354,66€ 15Collaboratore tecnico E.R. V 171 170 7.286.146,57€ 169 7.243.286,89€ 169 7.279.382,63€ 1Collaboratore tecnico E.R. VI 80 89 3.454.993,46€ 92 3.571.453,91€ 92 3.589.246,60€ 0Operatore tecnico VI 67 62 2.406.849,37€ 62 2.406.849,37€ 61 2.379.826,55€ 5Operatore tecnico VII 11 10 350.946,80€ 10 350.946,80€ 10 352.694,60€ 1Operatore tecnico VIII 10 37 1.200.529,78€ 47 1.524.997,28€ 57 1.858.671,39€ 0Funzionario di amministrazione IV 46 37 1.740.290,91€ 37 1.740.290,91€ 35 1.654.424,10€ 4Funzionario di amministrazione V 16 16 685.754,97€ 16 685.754,97€ 16 689.172,32€ 0Collaboratore di amministrazione V 148 144 6.171.794,74€ 142 6.086.075,37€ 137 5.901.037,99€ 3Collaboratore di amministrazione VI 57 56 2.173.928,47€ 56 2.173.928,47€ 56 2.184.758,80€ 1Collaboratore di amministrazione VII 10 13 456.230,84€ 32 1.123.029,75€ 47 1.657.664,62€ 0Operatore di amministrazione VII 6 4 140.378,72€ 4 140.378,72€ 4 141.077,84€ 1Operatore di amministrazione VIII 1 13 421.807,76€ 18 584.041,51€ 23 749.990,21€ 0

1.801 1.797 89.770.521,30€ 1.834 91.238.767,15€ 1.861 92.378.670,88€ 50

Cessazioni al 31/12/2015

Totale

A TEMPO INDETERMINATO Livello Dotazione Organica

2016 2017 2018

N Costo N Costo N CostoDirigente I fascia 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Dirigente II fascia 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Dirigente di ricerca I 2 € 155.064,97 2 € 155.064,97 2 € 155.064,97 Primo ricercatore II 2 € 120.714,96 2 € 120.714,96 2 € 120.714,96 Ricercatore III 36 € 1.713.730,85 36 € 1.713.730,85 26 € 1.237.694,51 Dirigente tecnologo I 2 € 155.064,97 2 € 155.064,97 2 € 155.064,97 Primo tecnologo II 4 € 241.429,92 4 € 241.429,92 4 € 241.429,92 Tecnologo III 88 € 4.189.119,87 88 € 4.189.119,87 88 € 4.189.119,87 Collaboratore tecnico E.R. IV 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Collaboratore tecnico E.R. V 3 € 128.579,06 3 € 128.579,06 3 € 128.579,06 Collaboratore tecnico E.R. VI 50 € 1.941.007,56 46 € 1.785.726,95 46 € 1.785.726,95 Operatore tecnico VI 1 € 38.820,15 1 € 38.820,15 1 € 38.820,15 Operatore tecnico VII 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Operatore tecnico VIII 1 € 32.446,75 1 € 32.446,75 1 € 32.446,75 Funzionario di amministrazione IV 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Funzionario di amministrazione V 9 € 385.737,17 9 € 385.737,17 9 € 385.737,17 Collaboratore di amministrazione V 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Collaboratore di amministrazione VI 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Collaboratore di amministrazione VII 64 € 2.246.059,50 45 € 1.579.260,58 29 € 1.017.745,71 Operatore di amministrazione VII 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐ Operatore di amministrazione VIII 0 € -‐ 0 € -‐ 0 € -‐

262 € 11.347.775,74 239 € 10.525.696,22 213 € 9.488.145,00

2017 2018

Totale

A TEMPO DETERMINATO Livello Dotazione organica

2016

3

4 Partecipazioni (tipologia: in società, associazioni, fondazioni, …)

4 A Società, Associazioni, Fondazioni, etc..

Denominazione tipologia anno di costituzione partecipazione/estremi

autorizzazione

capitale/fondo

€ X 1000

% partecipazione

contributi trasferimenti annuali € X 1000

2013 € X 1000

2014 € X 1000

2015 € X 1000

Utili Perdite Utili Perdite Utili Perdite

Consorzio Catania Ricerche Consorzio 1988 adesione 93 0%1 0 145 149 n.p. n.p.

Consorzio Milano Ricerche Consorzio 1988 Adesione 188 0%1 0 13 7 46,6

Consorzio COMETA Consorzio 2005 Costituzione 88 del 31 gennaio 2005 2 85 18% 0 0,1 1,5 d.a. d.a.

Consorzio RFX Consorzio 2005 Adesione 192 13% 1.000 21 831 49

Consorzio Criospazio Ricerche Consorzio 1989 Adesione 35 0%1 0 0,2 2 n.p. n.p.

Consorzio Futuro in Ricerca (Ferrara Ricerche) Consorzio 2005 Adesione 40 4% 0 28 77 27,1 Consorzio per la Fisica Trieste Consorzio 1994 Adesione 0 0%1 8 391 333 d.a. d.a.

European Gravitational Observatory Consorzio 2000 Costituzione 100 50% 4.500 297 269 d.a. d.a.

COIRICH S.c.a.r.l. 2010 Costituzione 946 del 9 luglio 2010 2 20 14% 0 6 5 4,8

TICASS - Tecnologie Innovative per il Controllo Ambientale e lo Sviluppo Sostenibile

S.c.a.r.l. 2011 Adesione 17986 del 19 luglio 2013 2 90 4% 0 3 25 d.a. d.a.

POLO ENERGIA - Polo di Innovazione per l’Efficienza Energetica e le Fonti Rinnovabili

S.c.a.r.l. 2011 Adesione Silenzio assenso 60 2% 0 4 13 d.a. d.a.

PUMAS - Polo di Innovazione Umbro Materiali Speciali e Micro Nano Tecnologie

S.c.a.r.l. 2011 Adesione 1300 del 5 giugno 2012 2 48 2% 0 1 1,6 d.a. d.a.

CRDC S.c.a.r.l. 2006 Costituzione 929 del 26 novembre 20092 235 3% 0 9 5,6 d.a.

d.a.

DHITECH S.c.a.r.l. 2015 Adesione 5% - - - - d.a. d.a. ASTER Soc.Cons.p.a Soc.Cons.p.a. 2014 Adesione 740 1% 0 0,7 1,4 d.a. d.a. European Synchrotron Radiation Facility Società civile 3 1988 Adesione 2287 5% 0 114 102 d.a. d.a.

Consortium GARR Associazione 2002 Adesione 500 n.a.4 5.000 135 177 d.a. d.a. Festival della Scienza Associazione 2003 Adesione 138 n.a.4 0 109 7 n.p. n.p. ASP - Promozione e sviluppo scientifico e tecnologico del Piemonte

Associazione 2001 Adesione 75 n.a.4 2 0,1 0,7 n.p. n.p.

MELODI Multidisciplinary European Low Dose Initiative Association

Associazione5 2013 Adesione - n.a.4 1 97 126 d.a. d.a.

NETVAL Network per la valorizzazione della ricerca universitaria

Associazione 2013 Adesione - n.a.4 2 1,5 1,3 d.a. d.a.

A.I.N. Associazione Italiana Nucleare Associazione 2010 Adesione - n.a.4 2 12 53 d.a. d.a.

A.P.R.E. Agenzia per la Promozione della Ricerca Europea

Associazione 2003 Adesione - n.a.4 6 18 27 n.p. n.p.

ETP4HPC European Technology Platform for High Performance Computing

Associazione 6 2012 adesione - n.a.4 5 98 202 467

Cluster Fabbrica Intelligente Associazione 2015 Adesione - n.a.4 - - - - d.a. d.a. Fondazione CNAO Fondazione 2003 Adesione 150 n.a.4 0 291 0 0 n.p. n.p. OPENPOWER FOUNDATION Fondazione7 2015 Adesione - n.a.4 - - - - n.p. n.p.

(1) Apporto costituito da servizi, competenze o apporti di opera scientifica. (2) Estremi autorizzazione MIUR (3) Società di diritto francese (4) n.a.: non applicabile in quanto nelle associazioni la partecipazione non è espressa in percentuale al patrimonio e il fondo/capitale si costituisce con i

conferimenti annuali o una tantum degli associati (5) Associazione di diritto francese (6) Associazione di diritto olandese (7) Fondazione di diritto statunitense

d.a. bilancio consuntivo 2015 ancora da approvare n.p. dato non pervenuto

4

Tab.4 .1 Partecipazioni finalizzate alla valorizzazione della ricerca e al trasferimento tecnologico

Denominazione (riprendere dal Quadro 4)

Codice fiscale (riprendere dal Quadro 4)

Tipologia e finalità prevalente (vedi Legenda)

Indirizzo sito web

Consorzio Catania Ricerche 2420120871 A,B,C www.ccr.unict.it Consorzio Milano Ricerche 8433950154 A,B,C www.milanoricerche.org Consorzio COMETA 4250000876 A,C,D www.consorzio-cometa.it Consorzio Criospazio Ricerche 96019240223 D - Consorzio Futuro in Ricerca (Ferrara Ricerche)

1268750385 A,C www.cieffeerre.it

COIRICH 11117251006 A www.coirich.com TICASS 1955020993 A,D www.ticass.it POLO ENERGIA - Polo di Innovazione per l’Efficienza Energetica e le Fonti Rinnovabili

3184730541 A www.poloumbriaenergia.it

PUMAS - Polo di Innovazione Umbro Materiali Speciali e Micro Nano Tecnologie

1463260552 A www.poloinnovazionepumas.it

CRDC 5577421216 A,C www.crdctecnologie.it NETVAL 92053760135 A,C www.netval.it APRE 3929151003 D www.apre.it ASP 97529260016 A,C www.asp.torino.it ASTER 3480370372 A www.aster.it Consorzio per la Fisica Trieste 80018040321 C,E www.consorzio-fisica-trieste.it Associazione Festival della Scienza 1378140998 C www.festivalscienza.it Cluster Fabbrica Intelligente 03235521204 A,D,F www.fabbricaintelligente.it Dhitech 03923850758 A,B,C www.dhitech.it Openpower Foundation - A openpowerfoundation.org

Legenda Tipologia e Finalità prevalente (A) trasferimento tecnologico e rapporti con le imprese (es. distretti tecnologici, centri di competenza tecnologica etc.) (B) sostegno all'imprenditorialità (es. startup competition) (C) gestione di attività di formazione e networking legate alla valorizzazione della ricerca (es. NetVal) (D) accesso ai finanziamenti pubblici orientati al trasferimento tecnologico (es. APRE) (E) parco scientifico o tecnologico (F) incubatore di impresa Nel caso di partecipazione dell’ente di ricerca a incubatori di impresa (Tipologia F) inserire le seguenti informazioni aggiuntive, riportando la stessa denominazione di cui sopra.

4 B Adesione ai cluster tecnologici nazionali

Cluster Fabbrica Intelligente Descrizione Innovamento processi produttivi Specificare l’Area di Intervento: Better Society

Data Inizio: 2012 Data Fine:

a. Finalità e Obiettivi INFN nel corso del 2015 ha aderito al Cluster Tecnologico Nazionale Fabbrica Intelligente (CFI) che si pone l’obiettivo di promuovere la ricerca precompetitiva in materia di tecnologie di produzione all’interno dell’area della ricerca italiana ed europea. b. Contenuto Tecnico Scientifico Il CFI prevede di sviluppare e attuare una strategia basata sulla ricerca e sull’innovazione in grado di consolidare e incrementare i vantaggi competitivi nazionali e, al contempo, di indirizzare la trasformazione del settore manifatturiero italiano verso nuovi sistemi di prodotto, processi/tecnologie, sistemi produttivi, coerentemente con le agende strategiche dell’Unione Europea per la ricerca e l’innovazione. A tale scopo l’associazione si impegna a gestire un parternariato pubblico-privato.

5

5.1.1 Attività di Ricerca

Indicare se Dipartimento Area di Intervento X HORIZON 2020 Altra Area di Intervento

Attività di ricerca con risultati pubblicabili

descrizione Fisica subnucleare Specificare l’Area di Intervento: Excellent Science

Data Inizio:

Data Fine:

a. Finalità e Obiettivi Sommario: 1. Misure di precisione dei parametri del Modello Standard. 2. Ricerca di nuovi fenomeni fisici. 3. Verifiche della meccanica quantistica e delle simmetrie fondamentali.

Dettaglio: Studio dei costituenti fondamentali della materia e delle forze che determinano le loro interazioni con l’utilizzo di esperimenti ad acceleratori di particelle. Dopo la scoperta del bosone di Higgs nel 2012 gli attuali paradigmi scientifici hanno ricevuto una fondamentale conferma, ma quelle stesse teorie richiedono anche la presenza di fenomeni mai osservati che questi studi ricercano da svariate angolazioni sperimentali. Nel triennio 2016-2018 gli esperimenti al LHC del CERN riprendono la presa dati con energia dei fasci raddoppiata rispetto alla campagna precedente, aprendo così la possibilità di scoprire nuovi fenomeni potenzialmente rivoluzionari per il campo. In parallelo è in corso un intenso lavoro di consolidamento dei loro apparati sperimentali (fase 1) e di ricerca e sviluppo per una nuova generazione di rivelatori (RD_FASE2) che possa resistere al previsto aumento dell’intensità dei fasci di LHC. Il successivo potenziamento dei rivelatori per la fase 2 degli esperimenti ATLAS e CMS è fondamentale per il completamento del programma di fisica di LHC e rappresenta per l’INFN un investimento di circa 10 MEuro all’anno. Altri esperimenti sia al CERN che in altri laboratori internazionali, come i Laboratori Nazionali di Frascati, il PSI a Zurigo, Fermilab negli USA, IHEP in Cina e KEK in Giappone, sono in fase di completamento delle costruzioni o ampliamento, ed alcuni di essi inizieranno o riprenderanno la presa dati nel trienno considerato. Queste altre iniziative complementano la ricerca diretta di nuovi fenomeni con misure di estrema precisione sensibili alla presenza di particelle finora inosservate ed uno studio accurato della struttura interna di particelle già note come ad esempio il protone. Segue la lista degli esperimenti in corso o in fase di realizzazione alle varie macchine acceleratrici: Esperimento #scienziati

italiani FTE Acceleratore Laboratorio Nazione

ATLAS 253 180 LHC CERN Svizzera Belle2 66 35 Super-KEKb KEK Giappone BES-III 41 28 BEPC-II IHEP Cina CMS 305 203 LHC CERN Svizzera COMPASS 32 28 SPS CERN Svizzera g-2 22 12 Booster Fermilab USA KLOE 47 23 DAFNE LNF Italia LHCb 126 92 LHC CERN Svizzera

6

LHCf 11 8 LHC CERN Svizzera MEG 31 17 SmS PSI Svizzera Mu2E 32 17 Booster Fermilab USA NA62 74 44 SPS CERN Svizzera PADME 27 9 BTF LNF Italia RD_FASE2 193 57 LHC CERN Svizzera SHIP 51 15 SPS CERN Svizzera TOTEM 30 16 LHC CERN Svizzera UA9 16 6 LHC CERN Svizzera

b. Contenuto Tecnico Scientifico Nel seguito si riportano le principali attività in corso e i risultati recentemente raggiunti: Principali risultati 2015: ATLAS e CMS:

- nella ricerca di segnali di nuova fisica all’energia di frontiera di LHC, è emerso in entrambe gli esperimenti un segnale in di-fotone a massa 750 GeV di significatività statistica ancora inferiore a 3 σ, che ha suscitato un notevole interesse teorico.

- gli esperimenti hanno consolidato e combinato i loro risultati della prima fase di presa dati sulla misura dei parametri del bosone di Higgs (massa, numeri quantici, accoppiamenti a fermioni e bosoni) dopo aver posto per la prima volta un limite sulla sua larghezza. Si sono verificate con l’inizio della nuova fase di presa dati le nuove analisi per studiare gli accoppiamenti con il quark top e la ricerca della produzione associata di due Higgs.

- nuovi limiti sulle masse di potenziali nuove particelle, estendendo a circa 1.8 TeV/c2 i limiti di massa di particelle supersimmetriche colorate. Si perfezionano le analisi in attesa di raccogliere un campione più consistente di dati.

- misure sempre più precise di un ampio spettro di processi e confronto con le previsioni del Modello Standard.

ATLAS, CMS e LHCb: - Gli esperimenti CMS e LHCb hanno portato a termine la combinazione delle loro misure

dei rapporti di decadimento dei processi Bd→ µµ e Bs→ µµ; quest’ultimo appare ora per la prima volta con una significatività superiore a 5 deviazioni standard. ATLAS ha reso pubblica la sua misura.

LHCb: - misura della fase di mixing del Bs con precisione migliore di 0.1 rad, - miglior misura mondiale dell’angolo gamma della matrice CKM, - misura delle proprietà del decadimento raro B0à K*l+l- - misura di molte proprietà di adroni con c e b quarks e osservazione di nuovi stati legati di

quarks pesanti, - osservazione di un eccesso di eventi J/ψπ consistente con due stati di pentaquark nei

decadimenti Λ0bà J/ψKp ATLAS, CMS e CDF:

- Aggiornamento delle misure della massa del quark top sia al Tevatron che a LHC e prima combinazione delle misure ai due collider.

LHCf: - Primi risultati sugli studi di produzione di particelle neutre nelle interazioni tra protoni e nuclei di piombo ad altissima energia ad LHC in zone di rapidità molto elevata, finora inesplorate da altri esperimenti. Nuovo campione di dati dedicato a 13 TeV.

BaBar - nuovi limiti sulla ricerca di un bosone di Higgs leggero - misure di asimmetrie di Collins nei decadimenti inclusivi in coppie cariche KK e Kπ - prima osservazione della violazione di CP nel canale �B0->D(*)

CPh0 da una analisi combinata con i dati di Bell

CDF:

7

- nuove analisi sui campioni di dati esistenti. BES-III:

- scopre un nuovo stato neutro, la Zc(3900) e un nuovo stato carico, la Zc(4020), interpretabili come potenziali stati a quattro quark.

KLOE: - nuovi limiti sulla ricerca di un bosone-U nel settore della materia oscura, - 1 fb-1 di dati raccolti con il nuovo apparato sperimentale.

TOTEM: - evidenza di un andamento non-esponenziale della sezione d’urto elastica differenziale

pp a 8 TeV e la misura dello scattering elastico pp a 8 TeV nella regione d’interferenza Coulomb-Nucleare con la determinazione del parametro ρ e della sezione d’urto totale

COMPASS: - osservato un nuovo mesone vettore-assiale stretto a1(1420) - misure di asimmetria Collins Sivers - Effettuata nel 2015 la misura assoluta di Drell-Yan su bersaglio polarizzato.

UA9 - installa cristalli piegati per la collimazione di LHC ed esegue misura a 6.5 TeV.

Mu2e - realizza il prototipo del magnete di Trasporto in collaborazione con ASG superconductors di Genova

g-2 - raffreddato e acceso alla corrente nominale il magnete superconduttore di 14 m di

diametro Nuovi progetti approvati nel 2015:

- Esperimento PADME alla Beam Test Facility (BTF) dei Laboratori Nazionali di Frascati - Esperimento Mu2e al Fermilab

Nuovi progetti in corso di approvazione:

- Potenziamento di fase 2 di ATLAS e CMS - Esperimento SHiP

Principali obiettivi per il periodo 2016-2018:

- ATLAS-CMS: o Presa dati a LHC per tutto il periodo con energia in centro di massa di 13 TeV o Analisi dei dati raccolti con il principale obiettivo di cercare evidenze di nuovi

fenomeni e migliorare la precisione delle misure delle proprietà del bosone di Higgs.

o Costruzioni associate con il potenziamento di fase 1 dei rivelatori § ATLAS: trigger di traccia (FTK), camere per muoni (NSW) ed elettronica

per il trigger di primo livello e il calorimetro ad argon liquido § CMS: rivelatore a pixels, camere per muoni, nuova elettronica di lettura e

trigger camere DT per muoni, trigger di primo livello o Attività di ricerca e sviluppo per la fase 2 o Definizione dei potenziamenti per la fase 2

- LHCb: o Presa dati a LHC per tutto il periodo con energia in centro di massa di 13 TeV o Analisi dei dati raccolti con il principale obiettivo di migliorare le misure sulle

proprietàdi mesoni con charm e beauty o Costruzione dei rivelatori associati con il potenziamento del rivelatore

§ Camere per muoni, RICH, UT, elettronica di acquisizione dati e trigger

- COMPASS:

8

o Analisi dati per processi DY su bersaglio polarizzato; DVCS e SIDIS su LH2 o Completamento e installazione delle nuove camere fotosensibili per il RICH o Analisi dei dati raccolti

- MEG: o Costruzione rivelatori associati al potenziamento del rivelatore nel periodo 2016-

2017 o Messa a punto dell’apparato, presa dati (dal 2017) e analisi

- KLOE o Presa dati (da 2015) e analisi

- Belle2: o Completamento costruzioni e installazioni per metà 2016 (escluso VXD) o Presa dati (dal 2017 senza rivelatore di vertice, dal 2018 completo) e analisi

- BES-III: o Presa dati ed analisi o Costruzione nuova camera a GEM cilindrica

- NA62: o Presa dati per tutto il periodo e analisi

- TOTEM: o Presa dati a LHC per tutto il periodo con energia in centro di massa di 13 TeV o Analisi dati raccolti o Costruzione potenziamenti rivelatore o Implementazione integrazione DAQ con l’esperimento CMS

- UA9: o Crystal channeling di protoni e ioni piombo a 6.5 TeV o Collimazione con cristalli piegati del fascio circolante di LHC o Studi di estrazione del fascio al SPS

- LHCf: o Presa dati a 13 TeV in collisioni pp e p Pb o Analisi dei dati raccolti per la calibrazione dei modelli adronici

- CDF2: o Completamento delle analisi dati

- BABAR: o Completamento delle analisi dati

- Mu2E: o Completamento ricerca e sviluppo nel corso del 2016 o Caratterizzazione a campione di tutti i cavi superconduttori per i 3 solenoidi o Costruzione di parti del calorimetro a cristalli e associati sistemi di controllo

- g-2: o Costruzione, installazione e messa a punto del sistema di calibrazione dei

calorimetri nel corso del 2016 o Inizio presa dati nel 2017

- PADME: o Costruzione e prima installazione di parti dell’apparato nel 2016 o Primo test con fascio nel 2017 o Presa dati con il rivelatore completo dal 2018

c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali Tutti gli esperimenti in oggetto sono svolti nell’ambito di collaborazioni internazionali con diverse sezioni INFN e dipartimenti universitari coinvolti. Il livello della rappresentanza italiana nelle varie collaborazioni internazionali è riassunto nella tabella seguente.

9

# ricercatori/tecnologi Esperimento Italia Tutti % # Stati Stati ATLAS 222 2850 7.8% 39 Argentina, Armenia, Australia, Austria,

Azerbaijan, Belarus, Brazil, Canada, Chile, China, Colombia, Czech, Denmark, France, Georgia, Germany, Greece, Hong Kong, Israel, Italy, Japan, Morocco, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Russia, Serbia, Slovak, Slovenia, South Africa, Spain, Sweden, Switzerland, Taiwan, Turkey, UK, USA

BABAR 48 202 23.8x.%

13 Canada, France, Germany, India, Israel, Italy, Netherlands, Norway, Russia, Saudi Arabia, Spain, UK, USA

BELLE2 66 683 9.7% 26 Australia, Austria, Canada, China, Czech Republic, Germany, India, Italy, Japan, Korea, Malaysia, Mexico, Poland, Russia, Saudi Arabia, Slovenia, Spain, Taiwan, Thailand, Turkey, USA, Ukaine, Vietnam

BES-III 30 445 6.7% 11 China, Germany, Italy, Japan, Korea, Netherlands, Pakistan, Russia, Turkey, Sweden, USA

CDF2 23 407 5.7% 14 Canada, France, Germany, Greece, Italy, Japan, Korea, Russia, Slovakia, Spain, Switzerland, Taiwan, UK, USA

CMS 238 2357 12.3% 41 Armenia, Austria, Belarus, Belgium, Brazil, Bulgaria, China, Colombia, Croatia, Cyprus, Czech, Egypt, Estonia, Finland, France, Georgia, Germany, Greece, Hungary, India, Iran, Ireland, Italy, Korea, Lithuania, Malaysia, Mexico, New Zeland, Pakistan, Poland, Portugal, Russia, Serbia, Spain, Switzerland, Taiwan, Thailand, Turkey, UK, Ukrain, USA

COMPASS 34 220 17% 13 Czech, France, Germany, India, Israel, Italy, Japan, Poland, Portugal, Russia, Switzerland, Taiwan, USA

g-2 22 150 14.7% 9 China, Germany, Italy, Japan, Korea, Netherlands, Russia, UK, USA

KLOE 47 67 70.1% 4 Italy, Polonia, Russia, Svezia LHC-B 123 728 16.9% 16 Brazil, Colombia, France, Germany,

Ireland, Italy, Netherlands, China, Poland, Romania, Russia, Spain, Switzerland, Ukraine, UK, USA

LHC-F 10 36 27.8% 6 France, Italy, Japan, Spain, Switzerland, USA

MEG 34 77 44.2% 5 Italy, Japan, Russia, Switzerland, USA

MU2E 32 206 15.5 % 5 Germany, Italy, Russia, UK, USA NA62 89 226 39.4% 13 Belgium, Bulgaria, Canada, Czech,

Germany, Italy, Mexico, Romania, Russia, Slovakia, Switzerland, UK,

10

USA

SHIP 51 270 19 16 Bulgaria, Chili, Denmark, France, Germany, Italy, Japan, Korea, Russia, Sweden, Switzerland, Taiwan, Turkey, UK, Ukrain, USA

TOTEM 31 85 36.5% 8 Czech, Estonia, Finland, Hungary, Italy, Poland, Switzerland, USA

UA9 18 50 36.0% 5 France, Italy, Russia, UK, Switzerland

d. Eventuali collaborazioni con le Università Gli esperimenti della CSN1 coinvolgono tutte le Sezioni ed i Laboratori Nazionali dell’ INFN e le relative Università : Torino, Milano, Milano Bicocca, Pavia, Genova, Padova, Trento, Ferrara, Bologna, Pisa, Firenze, Perugia, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Perugia, Aquila, Napoli, Salerno, Catania, Cosenza, Bari, Lecce, Cagliari, Trieste, Udine e Piemonte Orientale e. Infrastrutture di ricerca I laboratori dove si svolgono le attività di ricerca sopra descritte sono i seguenti:

- I Laboratori Nazionali di Frascati, Italia, dove è presente una macchina per la collisione di elettroni e positroni al’energia di circa un GeV e un acceleratore lineare per elettroni e positroni e un LINAC con fascio di positroni.

- Il CERN a Ginevra, Svizzera, dove è presente una vasta catena di acceleratori tra cui il LHC e il SPS sui quali si concentrano gli esperimenti oggetto di questa scheda

- Il PSI presso Zurigo, Svizzera, dove è presente un fascio molto intensodi muoni a bassa energia

- Il Fermilab presso Chicago, USA, dove è stato per molti anni attivo il Tevatron ed è ora in preparazione una linea di muoni ad alta intensità.

- La SLAC a Stanford, USA, dove è stato per molti anni attiva PEP-II una macchina per la collisione asimmetrica di elettroni e positroni a circa 10 GeV

- Il KEK presso Tsukuba, Giappone, dove è in fase di potenziamento una macchina asimmetrica per la collisione di elettroni e positroni a circa 10 GeV

- L’IHEP presso Pechino, Cina, dove è attiva una macchina per la collisione di elettroni e positroni circa 3 GeV

f. Personale Impiegato (FTE*)

Tipo di personale Anno I Anno II Anno III

Anno “n”

a. Personale di ruolo Tecnici 41

Tecnologi/ricercatori 258

b. Personale non di ruolo Amministrativi

Tecnici

Tecnologi/ricercatori

c. Altro Personale Altri Incarichi di Ricerca 299

11

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca

g. Fonti di finanziamento AIDA2020: Progetto UE H2020 per Infrastrutture di Ricerca coordinato dal CERN che coinvolge 37 istituzioni. Il gruppo INFN è coordinato da Chiara Meroni (INFN e università di Milano) coinvolge 14 sezioni. Il progetto supporta infrastrutture per lo sviluppo e la costruzione di molte tipologie distinte di nuovi rivelatori. Budget totale 1221 k€ per partecipanti INFN Crysbeam: Progetto UE, ERC Consolidator grant, coordinato da Gianluca Cavoto (INFN e università di Roma1). Il progetto supporta l’attività per affrontare il problema della estrazione di fasci da LHC con la tecnica innovativa del “channeling” in cristalli piegati. Budget totale 2000 k€ per partecipanti INFN H-TEAM: Progetto PRIN del MIUR coordinato da Guido Tonelli (INFN e università di Pisa) su “Trigger, elettronica avanzata e metodi innovativi per misure di precisione nel settore dell'Higgs ad LHC”. H-TEAM coinvolge 5 sezioni INFN. Budget totale 90 k€ per partecipanti INFN STOA_LHC: Progetto PRIN del MIUR coordinato da Laura Perini (INFN e università di Milano) su “Sviluppo di tecnologie per l'ottimizzazione dell'accesso ai dati di LHC”. STOA_LHC coinvolge 14 sezioni INFN. Budget totale 1070 k€ per partecipanti INFN KLEVER: Progetto PRIN del MIUR coordinato da Enrico Iacopini (INFN e Universitàdi Firenze) su “Sviluppo di rivelatori di altissima efficienza ed eccellente risoluzione temporale”. KLEVER coinvolge 8 sezioni INFN. Budget totale 90 k€ per partecipanti INFN GAP: Progetto FIRB del MIUR coordinato da Gianluca Lamanna su “sviluppo di sistemi innovativi per effettuare calcoli complessi e riconoscimento di “patterns” in tempo reale usando processori grafici (GPU) commerciali”. GAP coinvolge 3 sezioni INFN. Budget totale 160 k€ per partecipanti INFN INFIERI: Progetto UE FP7-PEOPLE-2012-ITN di Initial Training Networks, coordinato da Fabrizio Palla

Assegnisti 98

Borsisti 31

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 119

d. Personale precedentemente citato proveniente dalle Università

504

12

(INFN Pisa), per lo sviluppo di rivelatori intelligenti e applicazioni all'avanguardia in fisica delle alte energie, astrofisica, fisica medica e telecomunicazioni. L'INFN contribuisce con la sezione di Pisa. Il budget per l'INFN nel triennio 2015-2017 è di circa 300 KEuro (totale sull'intero periodo del progetto Feb 2013-Feb 2017 di 539.65 KEuro). BESIIICGEM Progetto H2020-MSCA-RISE2014 per gli anni 2015-2018 coordinato da Marco Maggiora (INGN e Università di Torino) per la realizzazione di un Inner Tracker a GEM cilindriche per l’esperimento BESIII. Budget totale 1498 k€, quota INFN 657 k€. JENNIFER: Progetto H2020-MSCA-RISE2014 coordinato da Antonio Passeri (INFN Roma Tre) per la collaborazione Europa-Giappone sugli esperimenti Belle-II e T2K. Budget INFN 774 k€. MUSE: Progetto H2020-MSCA-RISE-2015 coordinato da Simona Giovannella (INFN LNF) per la collaborazione Europa-USA sugli esperimenti MU2E e g-2. Budget INFN 1102 keu.

h. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE (in k€)

Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n”

investimenti 5700

investimenti fase 2 esperimenti LHC

10000

consumi di ricerca

6100

missioni 8000

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni)

Voce di spesa Annualità I (2015)

Annualità II (2016)

Annualità III (2017)

Annualità “n”

investimenti 1540

consumi 760

missioni 100

spese di personale

741

13




5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Fisica astro particellare Specificare l’Area di Intervento Excellent Science

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Lo studio della fisica astro particellare fa parte degli ambiti di ricerca istituzionale dell’INFN in quanto questo tipo di ricerche affrontano in modo complementare le questioni legate alle componenti e alle forze fondamentali dell’Universo rispetto agli studi svolti presso gli acceleratori di particelle. In particolare la missione della CSN2 copre temi come la comprensione delle proprietà dei neutrini, la rivelazione diretta delle onde gravitazionali, l’identificazione dei costituenti della materia e dell’energia oscura, la spiegazione dell’assenza dell’antimateria nell’Universo, lo studio della composizione e dello spettro della radiazione cosmica, lo studio della radiazione cosmica di fondo e della sua polarizzazione. La fisica astroparticellare condivide quindi gli stessi obiettivi della fisica fondamentale agli acceleratori di particelle, usando strumenti ed infrastrutture diverse da quelle che vengono utilizzate al CERN o presso altri laboratori di fisica delle alte energie (HEP). Infatti le ricerche della CNS2 si svolgono spesso in particolari ambienti, naturali (es. spazio, profondità del mare) o artificiali (es. laboratori sotterranei), in modo da ottimizzare il rapporto tra segnale e fondo nello studio di fenomeni estremamente deboli basati sull’ utilizzo dei vari tipi di radiazione cosmica o su fasci di neutrini. b. Contenuto Tecnico Scientifico Le attività della CSN2 sono divise in 6 linee scientifiche: fisica del neutrino, ricerca di fenomeni rari, radiazione cosmica in superficie e sotto il mare, radiazione cosmica nello spazio, onde gravitazionali, fisica generale. Le ricerche della CSN2 vengono effettuate nel contesto di collaborazioni internazionali in cui l’Italia spesso ha ruoli di primaria importanza. • La fisica del neutrino si svolge principalmente presso Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). Questo settore comprende esperimenti con sorgenti naturali come i neutrini solari (es BOREXINO), galattici (LVD), o con fasci di neutrini artificiali (OPERA (fascio CNGS, terminato), ICARUS-T600 (fascio CNGS, terminato, ricerca e sviluppo presso il CERN e realizzazione del fascio a lunga base a Fermilab), T2K (neutrini da acceleratore, Giappone), Juno (neutrini da reattore, Cina), SOX (ricerca di neutrini sterili con sorgente artificiale)). L’obiettivo scientifico primario è lo studio delle proprietà dei neutrini, le meno note tra le particelle del Modello Standard. • Lo studio dei processi rari si svolge anch’esso principalmente ai LNGS. Questo settore comprende gli esperimenti per la ricerca diretta di materia oscura (DAMA, XENON, DARK-SIDE, CRESST), per la ricerca del doppio decadimento beta senza neutrini (CUORE, GERDA) e per la ricerca di neutrini provenienti da collassi gravitazionali stellari (LVD). • Alcuni oggetti astrofisici sono in grado di accelerare particelle cariche fino a raggiungere energie

14

milioni di volte più alte che agli acceleratori di particelle: a cento anni dalla scoperta dei raggi cosmici, non è ancora stato chiarito il meccanismo che riesce ad accelerarli ad energie così alte. Lo studio dei raggi cosmici a terra si svolge con esperimenti ad alta quota o sottomarini. Questo settore comprende esperimenti sui raggi gamma (MAGIC, CTA), sui raggi cosmici di altissima energia (AUGER, LHAASO) ed il nuovo settore dell’astronomia neutrinica (ANTARES, KM3), che permetterebbe di esplorare il cielo con un nuovo messaggero, il neutrino. • L’atmosfera terrestre rappresenta un ostacolo importante per le misure di precisione sui raggi cosmici, per cui è necessario andare nello spazio per effettuare queste misure. Lo studio della radiazione cosmica con esperimenti nello spazio comprende l’astronomia con i raggi gamma di alta energia (Fermi, DAMPE, Gamma-400) la ricerca di antimateria primordiale e lo studio della composizione dei raggi cosmici (PAMELA, AMS02, HERD). Gli esperimenti spaziali sono realizzati in stretta collaborazione l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Parte della radiazione cosmica può essere studiata anche per mezzo di palloni stratosferici. L’esperimento LSPE studierà le proprietà di polarizzazione della radiazione cosmica per capire che cosa è successo immediatamente dopo il Big Bang. • La ricerca diretta delle onde gravitazionali è svolta utilizzando esperimenti a barre criogeniche (AURIGA, ROG), oppure i moderni rivelatori interferometrici a terra (Advanced VIRGO) e nello spazio LISA-Path Finder. L’obiettivo di questi esperimenti è identificare in modo non ambiguo il segnale gravitazionale e di dare inizio ad una nuova astronomia basata sui gravitoni invece che sui fotoni, aprendo finestre osservative sull’universo assolutamente straordinarie. • Per quanto riguarda lo studio della fisica fondamentale questo settore comprende esperimenti di precisione sulla gravità, sui condensati di Bose Einstein e sulle proprietà del vuoto quantistico. Si tratta di esperimenti di nuova concezione che spingono al limite la verifica delle proprietà fondamentali della materia e della gravità. Recenti risultati in fisica astroparticellare ottenuti dall’INFN nel contesto di collaborazioni internazionali. Fisica del neutrino: osservazione dei neutrini solari del pp (LNGS-BOREX); osservazione del quinto evento di oscillazione di neutrino mu in neutrino tau (LNGS-OPERA); nuovo limite sull’esistenza di neutrini sterili (LNGS-ICARUS); misura dell’ angolo di mixing θ13 (Giappone-T2K). Fisica dei processi rari: nuovo limite sull’osservazione del decadimento doppio-beta senza neutrino (LNGS-GERDA); nuovo limite sull’osservazione diretta di material oscura (LNGS-XENON). Primi risultati dal prototipo di Cuore, Cuore-0. Fisica dei Raggi Cosmici da terra: osservazione di un appesantimento in massa della composizione dei raggi cosmici di altissima energia (Argentina-AUGER); osservazione emissione γ di alta energia dalla pulsar Crab e osservazione di un flare estremamente energetico dal buco nero IC310 (Spagna-Magic). Fisica dei Raggi Cosmici dallo spazio: misura di precisone dell’eccesso di positroni nei raggi cosmici e del flusso di antiprotoni (ISS-AMS); misura della variabilità dell’emissione gamma proveniente dalla Crab e nuovo catalogo gamma aggiornato (Fermi). Fisica Fondamentale: MAGIA, misura di precisione della costante gravitazionale utilizzando atomi ultrafreddi; HUMOR: miglioramento del test della validità del principio di indeterminazione alla scala della massa di Planck.

15

c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali

Quasi tutti gli esperimenti della CSN2 sono articolati in collaborazioni internazionali.

Esperimento Scienziati

Esperimento Scienziati

Italia totali % # Nazioni

Italia totali % # Nazioni

AMS2 49

173

28,3

9 MAGIC

28

150

18,7

9

AUGER 52

420

12,4

19 KM3

74

97

76

2

BOREXino-SOX 34

90

37,8

7 OPERA

50

160

31,2

13

DarkSide 37

120

58,5

5 PVLAS

9

9

100

1

CUORE 69

118

58,5

7 ROG-AURIGA

19

19

100

1

DAMA 12

30

40

7 T2K

13

511

2,5

12

FERMI 67

185

36,2

6 VIRGO

97

181

51,4

5

GERDA 25

95

26,3

7 WIZARD

29

65

62,7

4

JEM-EUSO-RD 44

230

19,1

13 XENON-1t

16

98

12,9

10

LISA-PF 24

100

15

9 DAMPE 17 76 22,4 4

LVD 15

32

65,6

5 GAMMA400 33 90 36,7 7

LSPE 26

60

43,3

5 MOONLIGHT-2 20 25 80,0 3

COSMO-WNEXT 11

1100

1,0

35 ICARUS-SBL 36 81 44,4 5

d. Eventuali collaborazioni con le Università Gli esperimenti della CSN2 coinvolgono tutte le Sezioni ed i Laboratori Nazionali dell’ INFN e le relative Università : Torino, Milano, Milano Bicocca, Pavia, Genova, Padova, Trento, Ferrara, Bologna, Pisa, Firenze, Perugia, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Perugia, Aquila, Napoli, Salerno, Catania, Cosenza, Bari, Lecce, Cagliari. e. Infrastrutture di ricerca Infrastrutture di ricerca appartenenti all’ INFN sul territorio nazionale: Laboratori Nazionali del Gran Sasso: Esperimenti sotterranei in condizioni di bassissima radioattività : Fisica del neutrino. Fisica dei processi rari. Fisica fondamentale. Laboratori Nazionali del Sud: Esperimenti sottomarini per lo studio dell’ Astrofisica a base di neutrini. Laboratori Nazionali di Frascati: Antenna gravitazionale criogenica ROG; attività spaziali. Laboratori Nazionali di Legnaro : Antenna gravitazionale criogenica AURIGA Laboratorio EGO: Interferometro laser gravitazionale Advanced Virgo Infrastrutture di ricerca a cui l’ INFN contribuisce a livello internazionale: Laboratorio AUGER in Argentina, dedicato alla Fisica dei Raggi Cosmici da terra Satellite Fermi operato in collaborazione con la NASA Esperimento AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale operato in collaborazione con la NASA Esperimento Pamela sul satellite Resource-K operato in collaborazione con Roscosmos

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Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici 41


b. Personale non di ruolo

Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale

Altri Incarichi di Ricerca 196

Assegnisti 64

Borsisti 28

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 83


372

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca.

g. Fonti di finanziamento

FOE INFN: 12500 k€/anno per la continuazione delle varie attività sperimentali FOE INFN: 3000 k€/anno per lo sviluppo del progetto ICARUS al CERN e a Fermilab e per investimenti in JUNO Fondi Premiali MIUR (~ 2000 k€/anno) Fondi Progetti Europei (~ 3000 k€/anno) Fondi ASI (~ 1000 k€/year)

h. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE

Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità“n” 1 Missioni per

attività di ricerca 4.500 k€

2 Consumo attività di ricerca

4600 k€

3 Investimenti 3400 k€

4 JUNO + ICARUS 3000 k€

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Fisica Nucleare Specificare l’Area di Intervento: Excellent Science

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi L’obiettivo scientifico della Fisica Nucleare moderna è quello d’indagare l’origine, l’evoluzione, la struttura dei nuclei e dei loro costituenti (detti adroni) e le diverse fasi della materia nucleare. Questa missione rappresenta una sfida molto impegnativa e richiede la risposta a una serie di domande chiave relative alla genesi dell’Universo e alla nucleosintesi primordiale nonché alla comprensione del meccanismo di formazione degli elementi dalle esplosioni stellari. A questo si aggiunge la necessità di misurare con sempre maggior precisione le proprietà nucleari per poter permettere nuove applicazioni in campo medicale e/o tecnologico Il tema unificante è quello di comprendere come oggetti complessi a molti corpi possano essere ricondotti a ingredienti semplici come i loro costituenti, le loro interazioni, le proprietà di simmetria e le leggi di conservazione. b. Contenuto Tecnico Scientifico Seguendo la classificazione del NuPECC, la sperimentazione in fisica nucleare dell’INFN è organizzata in 4 linee: • struttura e dinamica degli adroni (protoni, neutroni e le particelle soggette alla forza nucleare forte, alla base della formazione dei nuclei); • transizioni di fase della materia adronica; • struttura e reazioni nucleari; • astrofisica nucleare e ricerca interdisciplinare. Per conseguire gli obiettivi proposti, la CSN3 finanzia la realizzazione di strumentazione scientifica anche in collaborazione con altre Funding Agencies internazionali. Nel triennio 2016-18 le principali aree di intervento previste sono il completamento della strumentazione per il programma scientifico di JLAB@12 GeV, contributo all’upgrade del rivelatore ITS di ALICE al CERN, il completamento della costruzione del rivelatore AGATA per gli studi di spettroscopia nucleare, l’allestimento delle sale sperimentali di SPES presso i Laboratori Nazionali di Legnaro e la realizzazione di una facility presso i Laboratori Nazionale del Gran Sasso per la misura di processi nucleari legati alla nucleosintesi stellare (LUNA-MV), l’aggiornamento dello spettrometro MAGNEX presso i Laboratori Nazionali del Sud per effettuare le misure di doppio scambio carica volte a determinare l’elemento di matrice nucleare del doppio decadimento beta senza neutrini. Viene inoltre garantita la manutenzione della strumentazione esistente, le spese di viaggio per partecipare alla presa dati presso i vari laboratori internazionali e la presentazione ai congressi dei risultati scientifici conseguiti. Le singole attività possono essere riassunte come segue:

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AEGIS – studio delle proprietà dell’antimateria – è previsto il completamento dell’apparato sperimentale e l’inizio della produzione di atomi di anti-idrogeno ALICE – studio della transizione di fase dalla materia adronica al plasma di quark e gluoni – è iniziata nel 2015 la nuova presa dati che durerà fino al 2018 e contemporaneamente prosegue l’upgrade del rivelatore ASACUSA – studio dei processi fisici di antiprotoni e materia a bassissime energie – è in corso il programma di presa dati ASFIN2 - Misure di sezioni d'urto ad energie di interesse astrofisico attraverso l'impiego di metodi indiretti o con fasci radioattivi – è in corso il programma di presa ed analisi dati COME - esperimento della durata di un anno prevede entro il 2017 la misura della sezione d’urto della reazione nucleare di produzione di Cu-67 di interesse per la produzione di radiofarmaci ERNA2 – Misura di processi nucleari di interesse astrofisico – previste le misure dei processi 7Be+p, 12C+alpha, 16O+alpha, 12C+12C EXOCHIM – Studio dei gradi di libertà di isospin - è in corso il programma di presa ed analisi dati e prosegue la realizzazione dei nuovi rivelatori FARCOS per ioni EXOTIC – Studio delle proprietà di nuclei esotici - è in corso il programma di presa ed analisi dati FAMU – Studio delle proprietà dell’idrogeno muonico – prosegue la costruzione dell’apparato GAMMA – Spettroscopia nucleare - è in corso il programma di presa ed analisi dati, si sta utilizzando il nuovo spettrometro AGATA attualmente presso il laboratorio GANIL JLAB12 – Studio delle proprietà degli adroni con sonde elettromagnetiche – è in corso l’allestimento della strumentazione per il nuovo programma sperimentale ed è iniziata la presa dati KAONNIS – Studio delle proprietà dei nuclei kaonici - il rivelatore per la misura del deuterio kaonico è in fase di completamento e si è in attesa del tempo-fascio presso i Laboratori Nazionali di Frascati LNS-STREAM – Studio delle proprietà collettive dei nuclei - è in corso il programma di presa ed analisi dati LUNA3 - Reazioni fondamentali della nucleosintesi primordiale e del ciclo di fusione dell'idrogeno – è in fase di realizzazione il nuovo acceleratore che verrà installato presso i Laboratori Nazionale del Gran Sasso MAMBO - Fotoproduzione di mesoni pseudoscalari e vettoriali nuclei - è in corso il programma di presa ed analisi dati N-TOF - Reazioni indotte da neutroni di interesse per l'Astrofisica e per applicazione ai sistemi nucleari avanzati per la produzione di energia e per incenerimento delle scorie radioattive nuclei - è in corso il programma di presa ed analisi dati NUCL-EX – Studio delle transizioni di fase in materia nucleare –prosegue la produzione dei nuovi rivelatori a stato solido per ioni FAZIA NUMEN –Misura dell’elemento di matrice nucleare del doppio decadimento beta senza neutrini –

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è in corso lo sviluppo dei prototipi dei tracciatori di piano focale dello spettrometro MAGNEX, sono inoltre previste le prime misure a bassa luminosità PAX – Studio della dipendenza dallo spin dell’interazione protone-antiprotone – è previsto il completamento della proposta sperimentale per la misura del momento elettrico di dipolo di particelle elementari legato a principi primi di invarianza PRISMA-FIDES - Dinamica delle reazioni tra ioni pesanti vicino alla barriera Coulombiana - è in corso il programma di presa ed analisi dati ULYSSES – Spettroscopia degli ipernuclei - è in corso il programma di presa ed analisi dati VIP – Studio proprietà della materia mediante spettroscopia X - è in corso il programma di presa ed analisi dati Ricerca e sviluppo di tecniche innovative che sono anche successivamente utilizzate per la ricerca di tipo applicativo. Alcuni esempi :

• Studio di processi nucleari necessari per la progettazione di reattori nucleari e impianti di bruciamento delle scorie radioattive

• Studio di processi nucleari volta alla produzione di radiofarmaci • Studio di processi nucleari volta allo sviluppo di macchine per adroterapia • Sviluppo di rivelatori con nuovi materiali per la radiazione gamma e per neutroni. • Sviluppi dedicati alla microelettronica (CMOS chips, nuovi sistemi a pixel) • Sviluppi di rivelatori di HpGe di tipo incapsulato • Sviluppi di spettrometri magnetici e rivelatori di piano focale. • Sviluppi per rivelatori di fotoni (per rivelatori Cherenkov) • Rivelatori per particelle cariche (da protoni a ioni pesanti) al Silicio (radiation hard) con

aree attive molto grandi (> 100m2) e corrispondente elettronica di lettura. • Elettronica e acquisizione dati per acquisizione dati ad alto tasso di conteggio • Collegamenti ottici analog/digital per lettura e sviluppi per fibre ottiche flessibili • Nuovi sistemi di trigger veloci, sistemi di lettura e trasmissione per maneggiare grandi

flussi di dati • Sviluppi della tecnologia GRID per il calcolo diffuso a livello globale

c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali Tutti gli esperimenti sono condotti in collaborazione internazionale. Nel loro complesso gli esperimenti di CSN3 hanno collaborazioni con oltre 50 paesi. La più grossa collaborazione internazionale è ALICE al CERN. Per ALICE la partecipazione INFN è di circa il 20% Per AGATA la partecipazione INFN è di circa il 20% Per JLAB la partecipazione INFN è di circa 10% Anche le attività ai laboratori nazionali sono condotte in collaborazione internazionale. Gli articoli pubblicati sui lavori finanziati dalla CSN3 sono di tipo internazionale. d. Eventuali collaborazioni con le Università Esistono accordi di collaborazione con tutte le Università italiane, in particolare i Dipartimenti di Fisica ed i Politecnici. Ruoli di responsabilità (presidente di commissione, coordinatore, responsabile nazionale) sono tenuti da ricercatori delle seguenti Università: Bari, Brescia, Catania, Ferrara, Genova, Milano, Roma, Napoli, Padova, Trieste

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e. Infrastrutture di ricerca L’attività di ricerca viene svolta prevalentemente presso i quattro laboratori nazionali dell’INFN (Frascati, Gran Sasso, Legnaro e Sud), presso il CERN, i laboratori tedeschi di GSI, Mainz, Bonn, quelli francesi di GANIL e quello americano del Jefferson Lab. Si hanno inoltre collaborazioni con RIKEN e J-PARC (Giappone), Texas A&M cyclotron (USA), TRIUMF (Canada), CIAE Beijing (China), Atomki -Debrecen (Hungary), CRC Louvain la Neuve (B).



Tecnici 23



Amministrativi 0

Tecnici 0


c. Altro Personale


Assegnisti 60

Borsisti 16

Co.Co.Co 0

Comandi in Entrata 0

Dottorandi 61


156


g. Fonti di finanziamento ALICE – Finanziamento Regione Sardegna per studio sensori a pixel monolitici, MAECI nell’ambito dei progetti di grande rilevanza Italia-USA ASFIN2 –MIUR Premiale “Astrofisica Nucleare” GAMMA – progetti europei WP4 - NA4: NUSPIN (Nuclear Spectroscopy Instrumentation), JRA1: PASPAG (Phoswich scintillator assemblies: Application to the Simultaneous detection of Particle and Gamma radiation). WP10 - JRA2: PSeGe (R&D on Position-Sensitive Germanium Detectors for Nuclear Structure and Applications) JLAB12 – MIUR Premiale “CLASMED”, LiQuHaS: (ME, Italia Polonia) LUNA - MIUR Premiali “LUNA-MV” N-TOF – CHANDA (UE FP7) NUMEN – MIUR FIRB, JRA in ENSAR2

h. Costo complessivo del progetto

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Finanziamenti a carico FOE

Voce di spesa

Annualità I

Annualità II

Annualità III

Annualità “n”

Investimenti

2800 k€

Consumi di ricerca

3000 k€

Missioni

3100 k€


Voce di spesa

Annualità I

Annualità II

Annualità III

Annualità “n”

Investimenti

300 k€

Consumi

100 k€

Missioni

40 k€

Spese di personale

100 k€

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Fisica Teorica Specificare l’Area di Intervento Excellent Science

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi La CSN4 coordina le ricerche in fisica teorica, che sviluppano ipotesi, modelli e teorie fisiche sia per spiegare i risultati sperimentali già acquisiti sia per aprire nuovi scenari per la fisica del futuro. I principali argomenti su cui sono impegnati i fisici teorici della CSN4 sono le indagini sull'origine della massa delle particelle elementari, la natura e le proprietà della cosiddetta materia oscura, la spiegazione dell’asimmetria esistente fra materia e antimateria nell’Universo, l’unificazione a livello quantistico di tutte le interazioni fondamentali, inclusa la gravità, anche mediante la teorie di stringhe. Altre ricerche riguardano lo studio della natura e della struttura intrinseca dello spazio-tempo, la fisica del nucleo e delle particelle che lo costituiscono, inclusi i processi all’epoca del Big-Bang e la successiva evoluzione dell’Universo. Tali studi teorici si avvalgono, da un lato dei risultati sperimentali prodotti dagli acceleratori di particelle e dagli esperimenti di fisica astroparticellare, e dall'altro di metodi matematici e tecniche sia formali che numeriche. b. Contenuto Tecnico Scientifico L'attività coordinata dalla CSN4 è organizzata in sei Linee Scientifiche che coprono i campi più importanti della ricerca in fisica teorica, e cioè: 1. Stringhe e teoria dei campi:

superstringhe, supergravità, teorie supersimmetriche; dimensioni extra; gravità quantistica e cosmologia; dinamica non-perturbativa nelle teorie di gauge; teorie effettive per la QCD, applicazioni alla meccanica statistica; fenomeni critici e gruppo di rinormalizzazione; teorie di gauge su reticolo. 2. Fenomenologia delle particelle elementari:

QCD, teoria elettrodebole, fisica dei sapori, fisica oltre il modello standard, materia oscura, fisica del neutrino, fisica adronica, rottura della simmetria elettrodebole e della supersimmetria. 3. Fisica nucleare e adronica:

fisica degli ioni pesanti, materia adronica e modelli di QCD, struttura e reazioni nucleari, struttura del protone, plasma di quark e gluoni, fenomeni di trasporto, distribuzioni partoniche generalizzate, fisica dello spin. 4. Metodi matematici:

relatività generale e fisica gravitazionale, geometria non-commutativa e gruppi quantici, struttura algebrica in teorie di campo, stabilità dinamica classica e quantistica, entanglement e chaos, geometria di sistemi dinamici e sistemi integrabili. 5. Fisica astroparticellare e cosmologia:

materia oscura, energia oscura, radiazione cosmica di fondo, fisica del neutrino, modelli inflazionari, teorie di gravità, buchi neri, modelli cosmologici, sorgenti di radiazione astrofisiche,

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fisica delle stelle di neutroni, supernovae, sorgenti di onde gravitazionali. 6. Meccanica statistica e teoria dei campi applicata:

metodi non perturbativi della teoria quantistica dei campi applicati a sistemi statistici, sistemi di elettroni fortemente correlati, nanostrutture, meccanica statistica di non-equilibrio, biofisica quantitativa, protein folding, turbolenza, sistemi disordinati, vetri di spin, reti neurali. All’interno di ogni Linea Scientifica le attività sono organizzate in 39 progetti di ricerca detti Iniziative Specifiche, che aggregano ricercatori di diverse sezioni per conseguire comuni finalità scientifiche. I settori di maggior investimento sono: teoria dei campi e delle stringhe (circa il 31%), fenomenologia delle particelle elementari (circa il 15%) e fisica astroparticellare e cosmologia (circa il 18%). Queste attività si sviluppano in stretta connessione sia con il mondo accademico sia con altri enti di ricerca in Italia e all'estero.

Area di ricerca ricerca

Iniziativa Argomento Strutture Partecipanti

Teoria dei campi

FLAG Quantum fields in gravity, cosmology and black holes 4

FTECP Field theory and critical phenomena 5

GAST Non-perturbartive dynamics in gauge and string theories 6

GSS Gauge theories, supergravity and string theory erturbative properties of Gauge Theories. 7

NPQCD Non-perturbative QCD 4

QCDLAT Strong interactions in the standard model and beyond and lattice field theory (QCDLAT) 4

QGSKY Quantum gravity and the physics of the Universe using field theory relativity

5

QU_ASAP Quantum field theory and its applications to fundamental interactions 2

SFT Statistical field theory, low dimensional systems and integrable models 6

STEFI String theory and fundamental interactions 7

Fenome-nologia

AAE Field theory and model building of elementary particles 3

HEPCUBE High energy particle physics phenomenology 2

LQCD123 Phenomenology with lattice QCD 3

PHENOLNF Phenomenology of fundamental interactions at high-energy colliders 2

PPPP Precision physics for particle phenomenology 1

QFT_HEP Phenomenology of the standard model and beyond 3

QFT@COLLIDERS

Quantum field theories at colliders 5

QNP Fundamental Interactions, electroweak symmetry breaking and new physics 3

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WSIP Phenomenology of weak and strong interactions 3

Fisica

Nucleare e adronica

FBS Structure of few-body systems ctions Light Nuclei (FBS)

4

MANYBODY Strongly interacting many-body systems 7

NINPHA Hadron physics 9

SIM Strongly interacting matter systems 5

STRENGTH Structures and reactions of nuclei 6

Metodi

matematici

BELL Fundamental problems in quantum physics 5

DYNSYSMATH Dynamical systems and non-equilibrium states of complex systems (DYNSYSMATH) 5

GEOSYM_QFT Geometry and symmetry in quantum field theory 5

MMNLP Mathematical methods of non-linear physics 3

QUANTUM Finite and infinite quantum systems 5

Fisica Astro-

particellare

INDARK Inflation, dark matter and large scale structures of the universe 8

NUMAT Nuclear matter and compact stellar objects 4

QUAGRAP Quantum gravity theory and phenomenology 4

TASP Theoretical astroparticle physics 13

TEONGRAV Gravitational wave sources 5

Fisica statistica

e teoria

di campo applicata

BIOPHYS Biological applications of theoretical physics methods 10

DISCOSYNP Disordered and complex systems 1

FIELDTURB Particles and fields in turbulence and in complex flows 6

PIECES Physics of informative, ecological, cognitive and economic systems (PIECES) 6

SEMS Spectroscopies, electron correlations, modeling-simulations in low dimensions 2

c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali Gran parte delle attività della CSN4 si svolgono nell’ambito di collaborazioni con istituzioni internazionali (ad esempio CERN, Desy, ICTP, ECT*, JNR-Dubna) e numerose Università e centri di ricerca stranieri.

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d. Eventuali collaborazioni con le Università Tutte le attività della CSN4 si svolgono in stretta collaborazione con le Università presso le quali sono situate le Sezioni e i Gruppi collegati dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

e. Infrastrutture di ricerca Sezioni e Laboratori Nazionali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Zefiro (theocluster, cluster di PC per il calcolo di fisica teorica) presso la sezione di Pisa. CINECA (Calcolo teorico)

f. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale

Incarichi di Ricerca o di associazione 560

Assegnisti 136

Borsisti 36

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 271


528



Le attività della CSN4 sono finanziate interamente dal FOE. Alcune Iniziative Specifiche della CSN4 sono collegate anche a programmi finanziati dal MIUR (tra cui PRIN-SIMANI) e programmi UE (tra cui INVISIBLES, LHCPHENONET, NPFLAVOUR, SUPERFIELDS, NEWTURB, TOPPHYSICS, By-NANOERA, QICFT)

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Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Missioni 1500 K€

Attrezzature 600 K€

Seminari/Collaborazioni Scientifiche 600 K€

Altro (pubblicazioni, consumo, …) 50 K€

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Calcolo scientifico Area di Intervento: Excellent science

Data Inizio:

Data Fine:

a. Finalità e Obiettivi Gestione e sviluppo dell’infrastruttura di supporto al calcolo scientifico distribuito (HTC), in particolare dell’infrastruttura di Grid nazionale inserita nella Grid Europea EGI, e dei servizi di Cloud Computing, per soddisfare le esigenze degli esperimenti a cui l’INFN partecipa, in particolare quelli all’LHC, come pure quelli in caverna, nello spazio ed in vari laboratori nazionali ed internazionali. Attività di R&D su architetture hardware per il calcolo scientifico ad alte prestazioni (HPC), con particolare attenzione alle tecnologie a basso consumo energetico, attività di una certa rilevanza strategica per sopperire al cessato aumento della frequenza di clock dei processori. L’arresto di questa crescita comporta un potenziale incremento dei costi per soddisfare l’aumento di potenza di calcolo previsto nel prossimo futuro, sia in ambito sperimentale che teorico. L’INFN vanta in questo campo un’esperienza pluri-decennale, nata con il progetto APE. Supporto allo sviluppo di soluzioni software (es data base di dimensioni eccezionalmente grandi come pure tecniche di analisi di streams continui di dati) a progetti ESFRI, in particolare ASTERICS (progetto nel campo dell’astronomia osservativa), accoppiato ad un opportuno piano di training su tecniche di computing avanzato per giovani ricercatori. Supporto ed evoluzione dei servizi informatici di base, dei servizi nazionali (autenticazione, portale, mail, documentale, disaster recovery e business continuity) e del Sistema Informativo INFN, tutti strumenti di supporto essenziali al calcolo scientifico vero e proprio. b. Contenuto Tecnico Scientifico Ricerca tecnologica nel settore del calcolo scientifico con particolare riguardo al calcolo distribuito ad elevato throughput (HTC) e al calcolo ad alte prestazioni (HPC). Nel campo dell’HTC lo sviluppo riguarda due tematiche: l’integrazione della tecnologia CLOUD con l’infrastruttura basata sul paradigma Grid e quello dell’ottimizzazione dei codici di calcolo per operare in ambienti altamente parallelizzati e vettorializzati, sfruttando le nuove architetture hardware disponibili sul mercato. Nel campo HPC, invece, lo sviluppo riguarda la tematica dei processori di calcolo dei supercomputer la loro interconnessione efficente realizzata con networks dedicate a bassa latenza ed alte prestazioni ed il loro utilizzo in applicazioni specifiche e a basso consumo energetico.

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Applicazione del paradigma dell’e-Science, oggi resa possibile grazie alla disponibilità di un’infrastruttura di calcolo accessibile ad altre comunità di utenti con creazione di portali a supporto degli Science Gateways. Al fine di progettare l'evoluzione da tecnologie da Grid a Cloud Computing e con lo scopo di facilitare l'accesso e l'utilizzo efficiente di risorse di calcolo e storage per le attività scientifiche dell'Ente, la Commissione Calcolo e Reti dell'INFN ha definito una linea di ricerca e sperimentazione nel campo del Cloud Computing. In tale ambito vengono studiate, in collaborazione con gli utenti finali dell'INFN (gruppi sperimentali e teorici), con altri Enti accademici e di ricerca e per mezzo di progetti nazionali ed internazionali a cui l'INFN partecipa, soluzioni tecnologiche per la crezione di una architettura distribuita e federata di calcolo e storage. Questa attività ha lo scopo di consentire da una parte di capitalizzare l'esperienza decennale acquisita dall'INFN nel campo del Grid computing e dall'altra di rendere possibile una fruizione efficiente ed innovativa delle moderne risorse di calcolo a disposizione della comunità scientifica nazionale ed internazionale. Tale attività sul Cloud computing ha portato ad importanti riconoscimenti internazionali, come l’approvazione dei progetti INDIGO-DataCloud ed EGI-Engage, descritti nella sezione 5.2.2, oltre a numerose collaborazioni collegate al settore Smart Cities svolte in ambito nazionale. L’esperienza maturata con la partecipazione ai progetti Grid di FP7 è stata poi anche capitalizzata con la partecipazione al progetto EGI-Engage (2015-2017), che è la continuazione del progetto EGI-InSPIRE (2010-2014). c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali Partecipazione a progetti co-finanziati dalla CE in ambito del pilastro “Excellent Science” a supporto delle e-Infrastructures europee, per la condivisione efficiente delle risorse di calcolo scientifico a livello mondiale. Supporto ai progetti ESFRI. Preparazione e gestione di proposte progettuali per le future call di Horizon 2020. Sviluppo, in collaborazione con le imprese, di progetti di ricerca industriale nel campo delle infrastrutture Cloud open per la PA. Collaborazioni con Entri di Ricerca ed Industria: • CERN e svariate Funding Agencies Europee (e non) operanti nel campo della Ricerca in

Fisica Fondamentale. • GARR • CNR • INAF • INGV • CNRS • FORTH • Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V • Numerose unitersità italiane e straniere

d. Eventuali collaborazioni con le Università Sono in corso collaborazioni sul calcolo scientifico con tutte le Università in cui l’INFN è presente tramite apposite convenzioni.

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e. Infrastrutture di ricerca Infra: Infrastruttura di Grid nazionale inserita nella Grid Europea EGI, e nuovi servizi di Cloud Computing. Zefiro: cluster di PC per il calcolo di fisica teorica presso la sezione di Pisa. CINECA: Calcolo teorico e sperimentale

f. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale

Anno I Anno II Anno III Anno “n”

a. Personale di ruolo

Tecnici 74



Amministrativi

Tecnici 10


c. Altro Personale

Altri Incarichi di Ricerca

Assegnisti

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi



g. Fonti di finanziamento ASTERICS: si tratta di un progetto, nell’ambito dell’astronomia osservativa, che si pone l’obiettivo di creare un ambiente di sviluppo di software aperto a sostegno della raccolta e dell’analisi dei dati dei cosiddetti osservatori multi-wavelength/multi-messenger. Questo tipo di ricerca necessita di soluzioni comuni tra gli osservatori per la gestione di database di dimensioni eccezionalmente grandi, di tecniche innovative per l’analisi di streams continui di dati su intervalli temporali particolarmente lunghi oltre che di svariati strumenti per il controllo della qualità dei dati. ExaNest: Nell’ambito delle tradizionali attività di ricerca dell’Ente nell’area di progetto e realizzazione di sistemi computazionali ad alte prestazioni (HPC) dedicati al calcolo scientifico, l’INFN partecipa, come partner di una collaborazione industriale-accademica, al progetto di ricerca ExaNeSt ("Network and distributed Storage architectures at ExaFlops scale", call H2020 FETHPC Call 1 del 2014). Si tratta di un progetto triennale che prevede di studiare le tecnologie di rete e

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storage necessarie per la realizzazione di sistemi di calcolo alla scala dello “ExaFlops” (1018 operazioni floating point per secondo). Il prodotto finale del progetto consisterà in un prototipo dell’elettronica e della meccanica di un sistema HPC basato su componenti programmabili (FPGA) e processori allo stato dell’arte che possa scalare alla molteplicità prevista per i sistemi ExaScale dell’immediato futuro (tra 105-106 nodi di calcolo). La proposta è stata approvata dalla UE alla fine di marzo del 2015 e il progetto è attivo dal 1 dicembre 2015. L’INFN partecipa con ruoli di leadership al design ed allo sviluppo delle architetture di rete innovative e del sistema di storage distribuito e contribuisce inoltre alle attivita' di benchmark di sistema con applicazioni scientifiche scalabili in ambito simulazioni di MonteCarlo e simulazioni di reti neuronali. Per le attività descritte, quantificate in 142 PM (equivalenti a circa 4 FTE per la durata complessiva del progetto) l’INFN ha ottenuto un budget pari a 770KE che verrà principalmente speso in contratti per giovani ricercatori e tecnologi da impiegare nelle attività di R&S previste.




Inventariabile 700 k€

Consumi, licenze e manutenzioni 800 k€

Missioni 300 k€



ExaNest Finanziamenti esterni-personale 770 k€

ASTERICS Finanziamenti esterni-personale 180 k€

ASTERICS Finanziamenti esterni-Altre spese

71 k€

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Fisica Medica Specificare l’Area di Intervento Better Society

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Contribuire all’applicazione della fisica nucleare e delle particelle elementari alla medicina e alla biologia, con particolare attenzione alle tecniche di diagnostica e di cura per il cancro, al bio-imaging in campo neurologico. b. Contenuto Tecnico Scientifico Ricerca e sviluppo sui seguenti temi: • tecniche di accelerazione da utilizzare specificamente per terapia con particelle; • sviluppo di nuovi componenti per l’accelerazione di ioni da utilizzare in ambito terapeutico; • tecniche e dispositivi per l’imaging da applicare alla radioterapia e alla terapia con particelle; • tecniche e dispositivi per il monitoraggio della terapia con particelle; • trattamento e analisi di immagini medicali, con particolare attenzione alla diagnostica

neurologica; • sorgenti innovative di radiazione prodotta da acceleratori da utilizzare in diagnostica e più in

generale sul bio-imaging; • innovazioni in dosimetria da applicare in contesti terapeutici e di radioprotezione; • trattamenti terapeutici con neutroni (BNCT); • radiobiologia, specialmente orientata agli aspetti di terapia con radiazioni e particelle; • produzione di radiofarmaci innovativi per la medicina nucleare; • tecniche di calcolo (modellistica, simulazione, ottimizzazione) da applicare nei contesti sopra

citati.

c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali Diverse attivita’ in questo settore sono condotte nell’ambito di collaborazioni nazionali con altri soggetti: enti di ricerca (CNR, Centro Fermi, IIT), IRCCS, diverse istituzioni mediche. A livello internazionale esistono collaborazioni con infrastrutture e reti di ricerca a livello europeo. Sono in conclusione gli ultimi progetti europei FP7 e si intende procedere a nuove proposte di collaborazioni internazionali per Horizon 2020. d. Eventuali collaborazioni con le Università Le ricerche INFN in questo campo sono condotte necessariamente in collaborazione con Università, in particolare per avere il necessario rapporto con i medici. La collaborazione con le Università è poi particolarmente rilevante nei progetti PRIN dedicati agli sviluppi qui citati.

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e. Infrastrutture di ricerca Molte ricerche di questo ambito vedono l’INFN impegnato nel contributo a infrastrutture di ricerca. In particolare si fa riferimento alle infrastrutture di ricerca e cura in campo radioterapico (CNAO, Trento in Italia), alle infrastrutture italiane ed europee di acceleratori per la produzione di radiazione (Sincrotrone trieste, XFEL, ELI).


Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti 20

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 20


115


g. Fonti di finanziamento Esperimenti su fondi FOE (624 kEU) A) Medicina Nucleare/Radiofarmaci

TECHN_OSP

B) Bio-Imaging NEXTMR MRFBRAIN PIXFEL SYRMA_CT

C) Dosimetria NEURAPID NADIR D) Radio e Adroterapia, BNCT MONDO

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Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” 1 Missioni 188 k€

2 Consumi 330 k€

3 Investimenti 106 k€

RDH E-LIBANS

E) Radiobiologia ETHICS

F) Computing MC-INFN PRIN: INSIDE (Imaging in adroterapia) 127 kEuro Progetti Premiali MIUR: LARAMED (Radionuclidi) 7000 kEuro. IRPT (Aspetti multipli di adroterapia) 7700 kEuro, di cui circa 3000

kEuro impiegati per potenziamento di infrastrutture per ricerche in adroterapia presso CNAO e Trento e circa altrettanti per personale dedicato.

Investimenti infrastrutturali: si prevede di cercare finanziamenti ulteriori per il completamento e potenziamento di infrastrutture per ricerche in adroterapia presso CNAO e Trento per un totale di 3000 kEuro

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Computing: CLOUD Specificare l’Area di Intervento: Better society Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Le necessità di calcolo dei grandi esperimenti LHC in cui l’INFN è coinvolto sono sinora state soddisfatte dalla realizzazione d’infrastrutture di calcolo nazionali ed internazionali basate sul paradigma del Grid computing. Questo paradigma non si è però dimostrato adatto a soddisfare le esigenze di gruppi sperimentali più piccoli, come pure di quelle di ricercatori pertinenti a diverse discipline scientifiche, a causa sia della sua complessità sia della poco flessibile allocazione delle risorse, condizioni essenziali per il loro uso da parte di comunità scientifiche che presentano necessità molto variegate e che variano rapidamente nel tempo. Questi problemi sono presenti in diversa misura anche in comunità non di tipo scientifico, quali la pubblica amministrazione (PA) o la piccola e media industria. Una possibile risposta alle necessità di queste comunità viene dal paradigma del Cloud computing: la scheda 5.1.5 riporta le attività in questo campo che hanno una diretta rilevanza col Calcolo Scientifico dell’ente, mentre in questa scheda sono prese in considerazione le attività inerenti a progetti di natura più eterogenea (che nel programma H2020 sono raccolte nell’ambito della cosiddetta “better society”). È peraltro da sottolineare che vi è una forte correlazione tra le attività del Calcolo Scientifico e quella volta ad una better society, per cui buona parte del personale coinvolto agisce in entrambi i settori. L’evoluzione della Grid verso una soluzione legata al Cloud computing ha portato l’INFN a partecipare a progetti sia nella realizzazione di una e-infrastructure nazionale della ricerca basata sul paradigma CLOUD (progetto IPCEI e più recentemente “High performance data network: Convergenza di metodologie e integrazione di infrastrutture per il calcolo High Performance (HPC) e High Throughput (HTC)” finanziato dal CIPE), sia nell’ambito del Programma Operativo Nazionale Ricerca e Competitività del MIUR. Inoltre, in ambito internazionale, partecipa ai progetti INDIGO-DataCloud, EGI-Engage HNSciCloud eWestLife. L'Agenda Digitale Italiana prevede nei prossimi anni una razionalizzazione delle attività ICT della Pubblica Amministrazione (PA) attraverso lo sviluppo di un’infrastruttura Cloud nazionale costituita, in ogni regione, da un piccolo numero di centri innovativi di medie o grandi dimensioni federati tra loro. Questo modello ha lo scopo di rendere disponibili “on-demand” i servizi necessari ad amministratori, cittadini ed imprese a costi significativamente ridotti rispetto a quelli attuali. Per raggiungere quest’obiettivo e realizzare le pianificate economie è necessario poter disporre, a livello nazionale, di piattaforme infrastrutturali che forniscano servizi di tipo Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) e Software as a Service (SaaS) aperte ed idonee allo sviluppo e alla fruizione di servizi innovativi e sostenibili. Tali servizi potranno a loro volta

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essere facilmente riutilizzati nelle diverse aree del paese da parte di PA e di aziende nazionali. I risultati conseguiti e le eccellenze che si sono costituite in questi anni, soprattutto nel mondo della ricerca, nell’ambito del calcolo e storage distribuito costituiscono una solida base di partenza per la realizzazione degli obiettivi indicati dall’Agenda Digitale Italiana. L’INFN sta interpretando questa Agenda mettendo a disposizione il proprio know how in vari progetti legati al territorio. b. Contenuto Tecnico Scientifico Il contenuto tecnico e scientifico innovativo dei progetti indicati risiede nello sviluppo di piattaforme software che permettano l’accesso a risorse allocabili in modo dinamico a comunità di natura eterogenea, favorendo l’adozione di strumenti di calcolo e storage distribuito ad utenti che, pur avendo necessità di tale strumentazione, non possiedono in loco né risorse proprie né competenze adeguate. In particolare questi progetti mirano a dotare il framework attualmente più in uso a livello internazionale, OpenStack, di quelle componenti che sono essenziali in un ambito scientifico o in ambiti molto eterogenei tra loro ma che attualmente non esistono in quanto non utili al pubblico generico che oggi utilizza le cloud pubbliche. c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali

• STFC • NKI-AVL • EMBL • CSIC • CIRMMP • Almaviva the Italian Innovation Company S.P.A • Maggioli SpA • Santer Reply S.P.A. • Pluservice s.r.l capofila della ATI Marche (E-LINKING ONLINE SYSTEMS S.R.L., ETT S.p.A.,

FILIPPETTI S.P.A., APRA PROGETTI S.R.L., HALLEY INFORMATICA S.R.L., ESALAB S.R.L., SEDA S.p.A. - Gruppo KGS, ITALSOFT S.R.L., JEF S.R.L.)

• LASCAUX s.r.l. capofila della ATI Toscana-ER (SISTEMI TERRITORIALI S.R.L., SINED S.R.L., PHOOPS S.R.L., 3D INFORMATICA S.R.L)

• GARR • CIRA • CMCC • Numerose Università italiane e straniere

d. Eventuali collaborazioni con le Università UniCam - Università degli Studi di Camerino e. Infrastrutture di ricerca

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Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi


* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. g. Fonti di finanziamento

INDIGO-DataCloud: approvato dalla Commissione Europea a gennaio 2015 nell’ambito del programma Horizon 2020. Il progetto INDIGO-DataCloud, coordinato dall’INFN, è finanziato con 11 milioni di euro per 30 mesi (2015-2017, di cui 2.1 ME all’INFN) e mira allo sviluppo di una piattaforma open source di Cloud computing utilizzabile per calcolo scientifico su risorse sia pubbliche sia private. Il consorzio di INDIGO-DataCloud comprende 26 partner europei appartenenti a centri di ricerca, ESFRI e comunità scientifiche multidisciplinari (fisica, astronomia, scienze della terra, scienze della vita, meteorologia, bioinformatica, biomedicina, beni culturali), grandi infrastrutture distribuite e imprese private europee. EGI-Engage: approvato dalla Commissione Europea a gennaio 2015 nell’ambito del programma Horizon 2020. Il progetto, che costituisce la prosecuzione del progetto EGI_InSPIRE (2010-2014), è coordinato da EGI.eu ed è finanziato con 8 milioni di euro per 30 mesi (1.3.2015-30.9.2017). L’INFN è il secondo maggior partner per quanto riguarda l’effort e il budget (circa 600 K€) e partecipa al progetto come capofila di una Joint Research Unit (JRU),che comprende INAF e INGV, che rappresenta la e-infrastructure italiana (NGI). Gli obiettivi principali sono di continuare il coordinamento a livello europeo della infrastrutture Grid nazionali, supportando e facilitando la loro evoluzione verso la Cloud in base ai requisiti di alcune comunità di utenti rilevanti (pricipalmente progetti ESFRI). Queste attività verranno accompagnate da una forte azione per la costituzione e promozione di un “Open Science Commons” che faciliti l’interoperabilità tra e-infrastrutture diverse.

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La collaborazione EGI-Engage comprende 47 partner, non soltanto europei, appartenenti a centri di ricerca, ESFRI, EIRO, un organismo internazionale (FAO), varie comunità scientifiche e alcune imprese private europee.

HNSciCloud è un progetto di Pre-Commercial Procurement (PCP) di H2020 per per creare un mercato competitivo per provider di servizi Cloud innovativi al servizio della scienza. Il progetto, iniziato nel gennaio 2016, ha una durata di 30 mesi e un finanziamento per l’INFN di 260 k€. High performance data network: Convergenza di metodologie e integrazione di infrastrutture per il calcolo High Performance (HPC) e High Throughput (HTC) è un progetto finanziato dal CIPE per la creazione di un’infrastruttura di calcolo e di cura dei dati integrata a supporto della comunità scientifica nazionale. Il progetto ha durata biennale ed ha un budget di 13500 k€ di cui 9200 a carico del CIPE. OCP: Lo scopo principale del progetto Open City Platform (OCP), finanziato dal MIUR nel periodo 2014-2016 nell’ambito del bando “Smart Cities and Communities and Social Innovation, è ricercare e sperimentare nuovi modelli organizzativi sostenibili per innovare, con risultati scientifici e tecnologici, l’erogazione di servizi da parte delle Pubbliche Amministrazioni Locali (PAL) a cittadini, imprese e altre amministrazioni con una soluzione cloud computing, open, interoperabile, aderente agli standard e utilizzabile on-demand. In questo progetto l’INFN riveste il ruolo di partner principale. Le principali aree applicative del progetto sono: info-mobilità e videosorveglianza (con applicazioni per l’ottimizzazione della gestione del trasporto pubblico e dei parcheggi), gestione del territorio, fiscalità e servizi per i cittadini (con strumenti per migliorare l’interazione tra Pubblica Amministrazione e cittadini e per migliorare la trasparenza delle procedure), salute e qualità alimentare. La collaborazione OCP è costituita da INFN, Università di Camerino, alcune grandi aziende e numerose piccole e medie industrie riunite in due Associazioni Temporanee di Imprese costituite a livello geografico nelle regioni Marche e Toscana. Inoltre nel progetto sono coinvolte varie Pubbliche Amministrazioni con il ruolo di validatori delle soluzioni e servizi sviluppati dai partner tecnologici del progetto, tramite alcune applicazioni pilota selezionate. Su un budget totale per il progetto di circa 12000 k€, la quota INFN è di 1600 k€. Il progetto inizialmente previsto a termine per giugno 2016 è stato prorogato fino al giungo 2017. WEST LIFE è un progetto “Virtual Research Environment” di H2020 che fornirà servizi specifici per casi d’uso nell’ambito della biologia strutturale per abilitare quelle comunità all’uso delle infrastrutture di EGI ed EUDAT. Il progetto, approvato con un budget di 344 € per l’INFN, durerà dall’1/11/2015 all’1/11/2018. CAGLIARI-2020 è un progetto approvato nell’ambito del Programma Operativo Nazionale Ricerca e Competitività 2007-2013, Smart Cities and Communities– del MIUR. Il Progetto, approvato con un budget di circa 25000 k€, ha come obiettivo principale lo sviluppo di soluzioni innovative e a basso impatto ambientale per la mobilità urbana così da migliorare le prestazioni della città in termini di energia e ambiente. Il progetto si basa su un sistema di sensori fissi e mobili per il tracciamento dei veicoli e la raccolta di dati ambientali. L’INFN è uno dei 5 partner del progetto con un budget assegnato di circa 2500 k€. L’INFN ha responsabilità nelle aree dell’acquisizione dati e delle soluzioni basate su “cloud” per l’elaborazione e la gestione dei dati portando al progetto conoscenze ed esperienze sviluppate nel contesto degli esperimenti al Large Hadron Collider del CERN. IPCEI HPC-BDA: Important Project of Common European Interest su High Performance Computing (HPC) e Big Data enabled Applications. Si tratta di un progetto internazionale IPCEI sul calcolo che coinvolge Lussemburgo, Francia e Spagna. A livello italiano il progetto ha lo scopo di realizzare per la prima volta in Italia una infrastruttura di calcolo integrando l’infrastruttura INFN con il centro di High Performance Computing del CINECA sfruttando il collegamento in fibra ultraveloce del GARR. In questo modo

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si realizzerebbe una infrastruttura integrata e flessibile, distribuita su tutto il territorio nazionale. Questa infrastruttura dovrebbe essere resa disponibile ai ricercatori di tutte le discipline scientifiche, appartenenti ad Enti di ricerca o Università , che abbiano necessità di risorse di calcolo come ad esempio tempo di CPU per calcolo scientifico avanzato o capacità disco per il trattamento di grandi moli di dati (Big Data). Questo progetto rappresenta la naturale evoluzione del progetto DHTCS-IT ad esso dovrebbero contribuire in primo luogo l'INFN, con le sue risorse di calcolo High throughput che sono in grado di gestire grandi moli di dati in tempi molto brevi, il Cineca con le proprie risorse HPC, il CNR con le proprie infrastrutture dati, ed il Garr che attraverso la connessione ultrarapida dovrebbe permettere il trasferimento dei dati ed un facile accesso agli utenti. Una volta realizzata l’infrastruttura questa potrebbe essere facilmente resa disponibile anche a comunità diverse da quelle della ricerca, come le industrie e le imprese (PMI), la pubblica amministrazione, gli ospedali, la scuola, la protezione civile etc. Un primo finanziamento di questo progetto dovrebbe avvenire attraverso la parte internazionale del FOE 2016 (1 ML€) e successivamente attraverso fondi strutturali, PON, POR, fondi regionali, fondi di coesione,e naturalmente finanziamenti europei (H2020, CEF).


Voce di spesa

Annualità I Annualità II

Annualità III

Annualità “n”

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa

Annualità I

Annualità II

Annualità III

Annualità “n”

High Performance Data Network

Finanziamenti esterni-Altre spese 9200 k€

INDIGO Finanziamenti esterni-personale 1881 k€

INDIGO Finanziamenti esterni-Altre spese

199 k€

HNSciCloud Finanziamenti esterni-Altre spese

260 k€

West-Life Finanziamenti esterni-Personale 240 k€

West-Life Finanziamenti esterni-Altre spese

104 k€

EGI-Engage Finanziamenti esterni-personale 590 k€

EGI-Engage Finanziamenti esterni-Altre spese

10 k€

39

OCP Finanziamenti esterni-personale 1181 k€

OCP Finanziamenti esterni-Altre spese

98 k€

Cagliari 2020

Finanziamenti esterni 313 k€

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5A Attività di Ricerca Scientifica pubblicabile descrizione Applicazioni di tecniche nucleari ai Beni Culturali Specificare l’Area di Intervento:

Better Society

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Negli ultimi anni è stato avviato un coordinamento delle diverse attività dell’Ente riguardanti l’utilizzo di tecnologie della fisica nucleare per l’analisi scientifica dei Beni Culturali. I Laboratori, le Sezioni e i Centri impegnati in questo genere di attività hanno costituito una rete di Beni Culturali all’interno dell’Ente, che è poi diventata una sigla permanente di trasferimento tecnologico (TT_CHNet) nel 2015. La rete, attualmente composta da 17 unità (di cui 2 in fase di inserimento), è in ulteriore espansione e riunisce tutte le competenze INFN nel campo della Heritage Science, coordinando sia le attività di ricerca in CSN5 che le attività di trasferimento tecnologico e di terza missione. Le attività portate avanti in maniera congiunta dalla rete comprendono tecniche di datazione (14C e tecniche di luminescenza), analisi di composizione dei materiali - sia con tecniche basate su acceleratore (analisi con fasci di particelle [IBA]) che con tecniche “mobili” (X Ray Fluorescence [XRF], X Ray Diffraction [XRD] e altre), e tecniche di imaging sia in 2 dimensioni (RX digitali, FullField-XRF, XRF-scanner), che in 3 dimensioni (tomografie, XRF-3D), per le quali esistono consolidate esperienze in gruppi afferenti a Strutture INFN. Nel 2015 ha iniziato a svilupparsi grazie al contributo del CNAF anche un nuovo tipo di attività che riguarda l’archiviazione digitale della grande mole di dati raccolti per la loro successiva fruizione da parte della comunità at large e diffusione nelle modalità più efficaci. L’aggregazione dei gruppi delle diverse Strutture INFN intorno a grandi temi quali diagnostica, monitoraggio, autenticazione, conservazione, fruizione, che sono oggi le sfide maggiori che la società nazionale ed europea si trova ad affrontare in questo settore, ha molteplici scopi:

1) attuare sempre più il trasferimento di conoscenze “interno” fra le Strutture, per estendere a un maggiore numero di sedi competenze oggi prevalentemente locali; in tal modo si rende più efficiente l’azione della rete e si può distribuire il carico di lavoro, permettendo - grazie alla diffusione capillare delle Strutture INFN su tutto il territorio nazionale - una più pronta risposta alla domanda di interventi che proviene in maniera geograficamente diffusa dal mondo dei Beni Culturali.

2) perseguire il trasferimento tecnologico verso l’esterno, rivolto sia agli operatori del settore Beni Culturali (restauratori e in genere esperti delle Istituzioni di tutela), sia alla PMI che potrebbe produrre in numerosi casi, a partire dai prototipi avanzati sviluppati nelle Strutture INFN, strumentazione innovativa ad alte prestazioni da collocare poi sul mercato nazionale e internazionale.

3) non trascurabile, eseguire attività per prestazioni conto terzi, già in atto e in espansione, che fornisce un parziale ritorno finanziario immediato, per lo sviluppo della stessa ricerca applicata nel settore.

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Tutte le attività di rete si inquadrano poi all’interno di una più ampia collaborazione con altri EPR italiani, in primis CNR, che dispone di grandi competenze complementari a quelle INFN nel settore della Scienza e tecnologia applicate ai Beni Culturali.

Questa collaborazione ha portato alla creazione del nodo italiano dell’infrastruttura europea di Heritage Science E-RIHS (European Research Infrastructure on Heritage Science), a guida italiana, che proprio nel marzo 2016 ha conseguito l’importantissimo risultato di entrare ufficialmente in roadmap ESFRI con l’obiettivo di costituire in qualche anno un ERIC il cui hub principale è previsto a Firenze. È stata inoltre presentata una proposta al Global Senior Officials per costituire una Global Research Infrastructure sui Beni Culturali insieme a circa 80 istituti di ricerca e musei europei e extraeuropei. Sono già attive e in espansione collaborazioni con gli Stati Uniti, gli Emirati Arabi Uniti e l’Argentina. Per poter interpretare un ruolo di primo piano nella gestione di queste attività su scala europea e mondiale, è necessario che la rete INFN abbia una struttura che risponda alle esigenze/modalità di intervento in ambito internazionale realizzando i seguenti obiettivi:

- MOBLAB: strumentazione mobile per poter effettuare analisi in situ - FIXLAB: strumentazione fissa per analisi di campioni in laboratorio - DIGILAB: implementazione di piattaforme hardware e software per la successiva fruizione dei dati Le linee di sviluppo della rete sono già, e lo saranno sempre più in futuro, indirizzate al potenziamento di strumentazione e tecniche secondo questo schema.

b. Contenuto Tecnico Scientifico Nell’ottica di una ricerca congiunta fra le varie unità appartenenti alla rete, in ciascuna delle tre “categorie” sopra elencate sono in corso alcune linee di sviluppo che più Sezioni/Laboratori possono portare avanti insieme seguendo le proprie competenze di settore. MOBLAB - strumentazione mobile - Proseguiranno a Bologna sperimentazione e sviluppo di un sistema tomografico innovativo dotato di un tubo a raggi-X ad alta tensione (oltre 300 kVp), ideale su oggetti e reperti fortemente radiopachi, come i cosiddetti ‘pani di terrà, porzioni di suolo o recipienti pieni di terra provenienti da scavi archeologici, che potrebbero contenere reperti. Il software esistente è già coperto da brevetto, e verrà ulteriormente migliorato, per permettere rapide ricostruzioni di TAC con elevato numero di proiezioni. - Proseguiranno a Ferrara anche i test dei sistemi di radiografia differenziale al K-edge del Fe per la calibrazione del sistema di mappatura elementale con filtri bilanciati; ci si basa anche sul confronto con i risultati delle tecniche di imaging XRF.

- È stato sviluppato ai LNS un prototipo di sistema XRD facente uso di rivelatori CCD a grande copertura angolare, che verrà utilizzato in casi di studio. - Per quanto riguarda i sistemi XRF, esistono due linee di sviluppo: una dedicata a sistemi ad alta risoluzione (LNS), l’altra relativa alla progettazione di scanner ultraportatili (Fi-To).

Nell’ambito della prima, è in atto l’implementazione di uno scanner XRF 2D/3D operante con una sorgente microfocus e un rivelatore SDD da 50 mm2, accoppiati a ottiche policapillari. Sempre relativamente ad sistemi XRF ad alta risoluzione, è proseguito lo sviluppo del sistema Full Field-XRF basato sull'utilizzo di un sistema CCD convenzionale accoppiato a pinholes di dimensioni nella scala delle decine di micron. Il sistema ha lo scopo di fornire l'imaging elementale non distruttivo in 2D con grande risoluzione spaziale. Proseguiranno sviluppo e test delle ottiche policapillari accoppiate al rivelatore CCD che hanno finora consentito di effettuare l'imaging XRF con una risoluzione spaziale pari a 20 um (questo strumento è in realtà difficilmente trasportabile,

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quindi è forse meglio inquadrabile fra la strumentazione fissa).

Nell’ambito della seconda linea di sviluppo (scanner XRF), sono stati realizzati a Firenze ulteriori sistemi con ingombri, pesi e potenze dissipate ridotte. Questi sistemi di imaging, che hanno capacità di utilizzo in situ notevolmente superiore a quelli commerciali, sono in continua fase di miglioramento per quanto riguarda l’integrazione dell’elettronica di acquisizione, che è passata su mini pc-board, e sono già in grado di ricostruire mappe su superfici di 20x20 cm2 in tempi dell’ordine di qualche decina di minuti con risoluzione di 500 um. L’attività futura porterà a migliorare ulteriormente le prestazioni di questi sistemi, in particolare per quanto riguarda la velocità con cui si otterranno le mappe.

Sempre riguardo alle tecniche mobili, a Torino si sta sviluppando un primo sistema mobile di radioluminescenza basato su sorgenti X poco intense, simili a quelle usate per XRF (30kV- 60 kV e 0.1 mA – 0.5 mA)

FIXLAB - Linee di sviluppo dei laboratori fissi - Datazione tramite luminescenza, termicamente e otticamente stimolata (TL/OSL): vede coinvolte le Sezioni di Ba, Ct, MiB, To, Fi, e i LNF e si propone di studiare i fenomeni che determinano la diversa efficienza di luminescenza a irraggiamenti alfa, sia in TL che OSL molto più bassa rispetto a irraggiamenti beta o gamma, spingendo verso una più sicura identificazione di procedure di irraggiamento artificiale e di datazione. Il fenomeno infatti è stato ben poco studiato in letteratura, e ci si è finora limitati al riconoscimento del suo ruolo essenziale nelle procedure di datazione proposte e alla misura della efficienza di luminescenza attraverso l'osservazione di quest’ultima nelle condizioni di irraggiamento artificiale alfa ed irraggiamento beta a dosi calibrate.

- Per la parte di datazioni col metodo del radiocarbonio la ricerca si è maggiormente concentrata e proseguirà a livello delle procedure di preparazione campioni. Il pre-trattamento è una fase molto importante della preparazione dei campioni che devono essere datati; serve infatti a rimuovere le eventuali contaminazioni che andrebbero ad alterare la concentrazione di 14C. Il pre-trattamento deve essere scelto in base ai potenziali contaminanti. Nell’ultimo periodo il laboratorio di preparazione campioni del Labec, a Firenze, ha messo a punto un nuovo metodo di pre-trattamento per quei campioni che sono stati restaurati con prodotti consolidanti come il Paraloid B72, una tra le resine acriliche più usate. Essendo un composto di origine fossile, se non eliminato completamente durante il pre-trattamento, altererebbe la concentrazione di 14C misurata, “invecchiando” apparentemente il campione. La rimozione di questo tipo di materiali non è semplice, in quanto con il passare del tempo ne cambiano le caratteristiche chimico-fisiche e diminuisce la loro solubilità. Tramite “lavaggi” in cloroformio (CHCl3), grazie al suo alto potere solvente, si è verificato che si ottiene una completa rimozione di questo tipo di contaminanti.

- Sempre presso l’acceleratore Tandem del Labec la collaborazione ha sviluppato un setup preliminare per misure di luminescenza risolta in tempo TRIBIL (Time-Resolved Ion Beam Induced Luminescence). Il sistema è stato provato con successo su materiali luminescenti di proprietà e caratteristiche note (scintillatori). Il sistema è stato poi usato per misure di test su lapislazzuli di origine geografica nota con certezza. In alcuni casi è stato possibile mettere in evidenza che i diversi andamenti della risposta temporale di luminescenza a stimolazioni tramite impulsi di fascio possono essere correlati alle differenti origini delle pietre. - DIGILAB Il CNAF ha avviato, con la consulenza dell’Opificio delle Pietre Dure a Firenze per quanto riguarda le esigenze della partnership “umanistica”, l’implementazione delle piattaforme che consentano un’archiviazione completa e opportunamente strutturata dei risultati di tutte le misure di diagnostica che vengono svolte nell’ambito della rete, sia con strumentazione fissa che mobile, per renderle poi accessibili e fruibili da tutti all’interno della collaborazione, ma anche per la loro diffusione verso l’esterno. Questa attività si svolge anche in collaborazione col CNR e sempre più coinvolgerà tutti i partner anche esterni alla rete INFN.

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c. Eventuali collaborazioni nazionali/internazionali A livello nazionale (vedi punto a) è ormai consolidata la collaborazione fra la rete INFN e gli altri membri del nodo italiano di E-RIHS, fra cui CNR, ENEA, Opificio delle Pietre Dure, il consorzio INSTM ed altre Università. Nell’ambito di questa collaborazione le attività principali, che si sono già svolte negli anni 2014 e 2015 e che sono previste anche per i prossimi anni, sono di due tipi:

1) organizzazione di scuole di formazione (training camp) sull’utilizzo di tecniche diagnostiche nel campo dei Beni Culturali, rivolte anche a operatori del settore del restauro e della conservazione.

2) offerta, a studiosi del campo umanistico e a restauratori, dell’accesso alla strumentazione e alle competenze tecnico-scientifiche del nodo italiano di E-RIHS per lo studio di opere d’arte, monumenti e siti archeologici del territorio italiano.

Inoltre, sempre a livello nazionale, la rete continua a essere impegnata in attività di diagnostica in esterno presso musei e centri di restauro con cui esistono convenzioni specifiche, quali per esempio l'Opificio delle Pietre Dure di Firenze e la Venaria Reale di Torino, dove sono state trasferite permanentemente strumentazioni INFN (scanner XRF e Tomografi) progettati dalla rete. Questa attività di laboratorio presso i centri di restauro è svolta in collaborazione anche con il CNR. Nel triennio 16-18 si prevede poi la presentazione, in risposta alle call di Horizon2020, di progetti di collaborazione internazionale dell’intera rete, anche in partenariato con altri Enti di Ricerca italiani e con le Università. A livello internazionale, infine, la rete è coinvolta (direttamente o attraverso l'infrastruttura E-RIHS) nella creazione di nodi in paesi extraeuropei con attività di formazione e di creazione di laboratori basati su strumentazione INFN. Finora ciò è avvenuto in Argentina e negli Emirati Arabi Uniti.

d. Eventuali collaborazioni con le Università La collaborazione con l’Università è nel DNA dell’INFN. Ovunque, le attività di ricerca si sono finora svolte e continueranno a svolgersi in totale sinergia con i Dipartimenti universitari locali, sia per quanto riguarda l’utilizzo del personale - che come sempre nelle attività INFN è costituito sia da dipendenti che da universitari associati alle attività di ricerca – sia per la condivisione dei mezzi di ricerca: l’utilizzo stesso dei locali che almeno per quanto riguarda le Sezioni sono di norma universitari; le attrezzature scientifiche che invece sono prevalentemente INFN (vedi caso dell’acceleratore del Labec) e. Infrastrutture di ricerca – rete beni culturali INFN - TT_CHNet Fi (Labec), Aq, Ba, Bo, CNAF, Ct, Fe, LNF, LNGS, LNL, LNS (Landis), MiB, Na, Rm2, Rm3, Tifpa, To. f. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo)

Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo Tecnici 3 Tecnologi/ricercatori 6 b. Personale non di ruolo

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Amministrativi Tecnici Tecnologi/ricercatori c. Altro Personale Altri Incarichi di Ricerca 21 Assegnisti 15 Borsisti Co.Co.Co Comandi in Entrata 1 Dottorandi 2


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MIUR (dal FOE INFN + altri fondi ministeriali erogati al nodo italiano di E-RIHS, IperionCh.it: INFN beneficia di una parte di questi fondi) UniFi



missioni 30 k€ investimenti 400 k€ consumi di

ricerca 150 k€

Assegni ricerca 50 k€ TOTALE 630 k€

Per la voce di spesa relativa al personale indicare la spesa relativa al personale di ruolo, non di ruolo ed altro personale (assegnisti, co.co.co., borsista, comandato, dottorando, altri incarichi di ricerca. Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Conto terzi

consumi di ricerca

15 k€

Trasferimento per IperionCh.it

consumi 98 k€

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UNIFI Personale (assegni, borse)

80 k€

TOTALE 193 k€

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6.1.1 Infrastrutture di Ricerca

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento

Indicare se Attività di ricerca con risultati pubblicabili þ Attività di ricerca in collegamento con altre infrastrutture nazionali ed internazionali þ Offerta di servizio all’utenza per almeno il 30% di provenienza internazionale þ Libero accesso transnazionale su base competitiva (peer review) þ Offerta di servizio all’utenza industriale þ

descrizione Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) Specificare l’Area di Intervento:

Data Inizio: Data Fine:

a. Finalità e Obiettivi I Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) si caratterizzano per la capacità di costruire ed operare acceleratori di particelle grazie alle competenze delle divisioni Acceleratori e Tecnica. Attualmente sono in funzione a Frascati due acceleratori, DAFNE, un collisore elettroni-positroni che detiene il record mondiale di luminosità a bassa energia, e l’acceleratore lineare SPARC usato per produrre luce LASER con elettroni oscillanti in campo magnetico, detto FEL (Free Electron LASER). La produzione di luce LASER con questa tecnica è assolutamente di avanguardia. I LNF hanno anche una divisione Ricerca costituita da ricercatori, ingegneri e tecnici impegnati in attività in sede e presso i maggiori Laboratori esteri di fisica nucleare e sub-nucleare. Attualmente sono in corso collaborazioni internazionali sugli esperimenti LHC al CERN di Ginevra, con il laboratorio FERMILAB a Chicago, con il Jefferson National Laboratory (JLAB) in Virginia, con l’High Energy Accelerator Research Organization (KEK) di Tsukuba, con il Beijing electron-positron collider (BEPCII), oltre che con altri laboratori italiani dell’INFN ed internazionali. I LNF sono un punto di riferimento sia per l’INFN che per altri laboratori, nazionali ed esteri, e per le Università. Questo grazie alla presenza di infrastrutture tecnologiche di avanguardia che comprendono grandi spazi attrezzati con camere pulite e strumentazione specifica alla progettazione e realizzazione di grandi apparati sperimentali per lo studio delle particelle sub-atomiche. Inoltre dispongono di una ampia officina meccanica, un Servizio di Elettronica di alto livello, un potente e moderno Centro di Calcolo e un Servizio di Fisica Sanitaria, unico nell’INFN. Tutto questo, unito alla disponibilità di personale altamente qualificato esperto alla realizzazione di progetti di grandi dimensioni, fa dei LNF un centro unico nel panorama della ricerca italiana di base ed interdisciplinare con grande fermento culturalmente che permette di attirare e addestrare nuove generazioni di addetti alla ricerca e partecipare ai bandi per il reperimento di fondi esterni. b. Contenuto Tecnico Scientifico Il complesso degli acceleratori di DAFNE ed il laboratorio SPARC_LAB rappresentano le infrastrutture intorno alle quali si svolgono la gran parte delle attività sperimentali nel campo della fisica delle particelle, della fisica nucleare ed in numerosi ambiti multidisciplinari ed applicativi. L’inizio del 2016 ha visto la continuazione dell’acquisizione dei dati da parte dell’esperimento KLOE-2. Il nuovo schema di collisione (Crab-Waist collision scheme) ha permesso il

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raggiungimento di una luminosità di picco superiore del 30% a quella ottenuta nel 2005 con la sezione d’interazione convenzionale. Al momento, il funzionamento di DAFNE sta producendo risultati positivi: la luminosità raggiunta va oltre i 2.0•1032 cm-2 s-1 ed ancora suscettibile di miglioramenti. In questo contesto, si prevede che DAFNE lavorerà per permettere all’esperimento KLOE-2 di acquisire una luminosità integrata dell’ordine di 5 fb-1 in un periodo di 2 anni. KLOE-2 dispone di nuovi rivelatori interni all'apparato. Si tratta di due calorimetri a cristalli, ideati per la rivelazione dei fotoni che, per ragioni geometriche, non possono essere rivelati dal calorimetro centrale, e di un tracciatore cilindrico a GEM che aumenta la precisione di misura dei vertici di decadimento. Quest'ultimo rivelatore (IT, Inner Tracker) è il primo al mondo ad essere costruito con questa tecnologia, ideata e sviluppata principalmente da ricercatori LNF. Sono inoltre state installate due stazioni di rivelazione (“taggers”) per eventi fotone-fotone. L'acquisizione del nuovo campione di dati, con le potenzialità dei nuovi rivelatori, permetterà di effettuare studi di interferometria quantistica, misure di precisione nel settore della QCD di bassa energia e la ricerca di possibili bosoni leggeri di materia oscura. Al termine della presa dati dell’esperimento KLOE-2, su DAFNE si svolgerà un secondo esperimento: SIDDHARTA-2, che si prefigge di studiare la QCD in regime non-perturbativo nel settore con stranezza. Il programma scientifico di questo esperimento ha implicazioni che vanno dalla fisica particellare e nucleare, all’astrofisica. Nel 2016 SIDDHARTA-2 realizzerà migliorie dell’apparato sperimentale inserendo nuovi rivelatori SDD (Silicon Drift Detector) con l’elettronica associata. Questo permetterà di effettuare la prima misura al mondo del deuterio kaonico e di altre transizioni di atomi esotici. Per quanto riguarda le attività del laboratorio DAFNE-Luce, va sottolineata la chiusura con successo, a Maggio 2015, del progetto FP7-CALIPSO durante il quale sono state fornite 700 ore di tempo macchina ad utenti europei per esperimenti nell’ambito della fisica dei materiali e della biologia. Continuano ad essere disponibili per utenti 3 linee di luce di sincrotrone di diverse frequenze: infrarosso (IR), ultravioletto (UV) e la terza nella regione dei raggi X molli. Il laboratorio è stato anche dotato di un microscopio SEM con relativa microanalisi che serve a caratterizzare i campioni prima delle misure. Nel 2016 il Laboratorio continuerà ad essere coinvolto in attività di test di materiali, di caratterizzazione spaziale, di analisi di tessuti biologici, nello studio di nuovi rivelatori, in progetti di test su beni culturali e in analisi ambientali. Inoltre usando le camere di misure delle due nuove linee XUV parteciperà al progetto EuroCirCol (The European Circular Energy-Frontier Collider Study-FCC H2020), in particolare al suo WP4 (Cryogenics beam vacuum system) per studi di scienza dei materiali applicati alle macchine acceleratrici (2016-2019). Il Laboratorio partecipa inoltre al network europeo CALIPSO+ in H2020 che permetterà ad utenti europei di accedere all'infrastruttura. Per la BTF (Beam Test Facility), l'INFN ha recentemente approvato un programma di completamento e consolidamento della facility affinché' fornisca fasci di elettroni, positroni, fotoni e neutroni per una vasta gamma di applicazioni di ricerca fondamentale ed applicata. Attualmente la BTF fornisce fasci di positroni/elettroni tra 50 e 550/650 MeV in un tutto l’intervallo di intensità ed è stata dimostrata la fattibilità di una sorgente di neutroni per foto-produzione e di fotoni ‘etichettati’. Il progetto si compone di 4 linee di intervento: - miglioramento della linea di estrazione dal Linac di DAFNE e realizzazione di nuove linee di fascio di elettroni e positroni a basso fondo e estensione dell’energia minima fino a <25 MeV; - estensione dell’energia massima di positroni/elettroni fino a 750/1000 MeV, e aumento della durata dell’impulso di particelle (attualmente pari a 10 ns) di circa un ordine di grandezza, per aumentare la gamma di applicazioni dei fasci; - completamento di una sorgente di neutroni per foto-produzione fino a 105 n/cm2/s a 1,5 m dal bersaglio, con spettro veloce, moderabile fino alle energie termiche per applicazioni di ricerca di base, medicali e industriali, quali la radiografia e tomografia neutronica e l’irraggiamento per la qualificazione di componenti per avionica e spazio, e per applicazioni legate ai beni culturali con la tecnica nuclear resonant capture analysis (NRCA); - miglioramento della una sorgente di fotoni etichettati in energia per emissione di radiazione di

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frenamento su bersaglio sottile, del fascio di elettroni estratto dal Linac. Inoltre, recentemente, è stata approvata una proposta per utilizzare il fascio della BTF per un esperimento di fisica fondamentale mirato alla ricerca di segnali di materia oscura di bassa energia. La ricerca di possibili segnali di materia oscura è diventato un argomento di grande interesse nell’ambito della fisica fondamentale e diversi laboratori in tutto il mondo sono impegnati in progetti simili a quello proposto per i LNF. L’idea è quella di produrre bosoni di materia oscura attraverso l’interazione del fascio di positroni di alta intensità con un sottile bersaglio posto all’interno di un rivelatore opportunamente costruito (esperimento PADME). Per realizzare tale esperimento e mantenere la facility di test è necessario un potenziamento dell’attuale Linac e il raddoppio delle linee di fascio. SPARC_LAB è un laboratorio interdisciplinare dedicato allo studio di nuove tecniche di accelerazione di particelle (elettroni, protoni, ioni) ed allo sviluppo ed applicazione di sorgenti di radiazione avanzate (FEL, THz, Compton-Thomson). Sono previsti nell’attuale configurazione esperimenti di fisica della materia ed applicazioni biomediche (mammografia). Di recente è stato approvato un progetto europeo in Horizon2020 (EUPRAXIA), nel quale i LNF hanno un ruolo rilevante, che prevede lo studio di fattibilità per una prima facility europea per acceleratori compatti. Nell'ottica della partecipazione dei LNF a questo programma, si prevede un ampiamento dell'attuale struttura: - la realizzazione di una sala attrezzata dedicata alle linee per gli utenti delle sorgenti di radiazione; - la realizzazione di un acceleratore a plasma pilotato da fasci di elettroni e/o laser; - la realizzazione di sorgenti FEL, THz e Compton compatte; - la realizzazione di una sorgente di radiazione FEL innovativa pilotata da un’accelerazione a plasma nell’ambito della collaborazione Europea EUPRAXIA. Le attività previste permetteranno il coinvolgimento dell’industria italiana nell’ambito della tecnologia degli acceleratori, dei laser di potenza e della strumentazione diagnostica ed elettronica e di offrire, ad una vasta comunità scientifica nazionale ed internazionale, un ampio spettro di ricerche interdisciplinari di punta. Dalla formazione d’immagini in funzione del tempo nella scienza dei materiali, in biologia, medicina, chimica per l’ambiente, alla conservazione dei beni culturali e sicurezza nazionale, all’estensione di molteplici applicazioni di ottica non lineare a nuove regioni spettrali. I LNF dispongono anche di un laboratorio spaziale di ricerca fondamentale (fisica della gravitazione), fisica interdisciplinare e sviluppo tecnologico (SCF_Lab). Si tratta di un laboratorio dotato di strumentazione specializzata che permette di ricreare un ambiente spaziale realistico e di testare i payload di retroriflettori laser utilizzati per misure di Satellite/Lunar Laser Ranging (SLR/LLR). Lo SCF_Lab attualmente caratterizza la risposta ottica dei retroriflettori in condizioni spaziali, sia quella ricevuta a Terra, sia quella emessa a bordo. Inoltre caratterizza il loro comportamento termico in orbita. Questo viene fatto tramite due apparati sperimentali dedicati: la SCF (di proprietà dell’INFN) e la SCF-G (co-proprietà di ASI e INFN, dedicata a Galileo e al GPS-III), classificati come “Optical Ground Support Equipment” in campo spaziale. Per il futuro si vuole espandere la capacità di assemblaggio e test della facility, anche avendo a disposizione la possibilità di usare radiazione da DAFNE Luce o dalla BTF. Il Laboratorio ha inoltre un'intensa attività di R&D sui rivelatori, in particolare su quelli a "micropattern" che hanno importanti applicazioni non solo in esperimenti di alta energia, quali ad es. per gli apparati per LHC, ma anche per scopi applicativi (dosimetria, rivelazione neutroni, ecc...). Tale attività coinvolge anche aziende italiane leader dell'elettronica e nella produzione di circuiti stampati di grandi dimensioni.

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c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 125


Amministrativi 31


Tecnici 20


Amministrativi 10

c. Altro Personale


Assegnisti 29

Borsisti 11

Co.Co.Co 4


Dottorandi 23


24

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento MIUR, MAE, MISE, UE, ESA, ASI

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e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” 1 Spese Generali di

Funzionamento (inclusa energia elettrica)

11.915 k€

2 Spese per Missioni 2.147 k€

3 Spese di Consumo 840 k€

4 Spese per Attrezzature 3.265 k€

5 Spese per personale di ruolo

6 Spese per personale non di ruolo

7 Spese per altro personale

Per la voce di spesa relativa al personale indicare la spesa relativa al personale di ruolo, non di ruolo ed altro personale (assegnisti, co.co.co., borsista, comandato, dottorando, altri incarichi di ricerca. Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” 1 Missioni 805 k€

2 Consumo 512 k€

3 Attrezzature 2.629 k€

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Indicare se Attività di ricerca con risultati pubblicabili þ Attività di ricerca in collegamento con altre infrastrutture nazionali ed internazionali þ Offerta di servizio all’utenza per almeno il 30% di provenienza internazionale þ Libero accesso transnazionale su base competitiva (peer review) þ Offerta di servizio all’utenza industriale □

descrizione Laboratori del Gran Sasso (LNGS) Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi I Laboratori del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN sono un’infrastruttura di ricerca rivolta prevalentemente ai settori della fisica astroparticellare che comprendono la ricerca di fenomeni rari o non ancora osservati. Le condizioni sperimentali per l'osservazione di tali fenomeni si ottengono attraverso una riduzione di diversi ordini di grandezza del "rumore" generato da radiazioni naturali. Appartengono a questi ambiti: - lo studio delle proprietà intrinseche dei neutrini: fenomeni di oscillazioni, studiati anche con sorgenti artificiali, e ricerche del doppio decadimento beta senza neutrini; - lo studio di sorgenti astrofisiche di neutrini: sole e supernove; - la ricerca della materia oscura; - la misura di alcune reazioni nucleari critiche per la produzione di energia nelle stelle e per la nucleosintesi nelle stelle e al big bang. L'abbattimento della radiazione cosmica penetrante richiede schermature di migliaia di metri di roccia, l'abbattimento della radioattività naturale della roccia si consegue con l'adozione di materiali ultra puri per la schermatura locale degli apparati sperimentali. Ai LNGS si conducono anche ricerche interdisciplinari che applicano le metodologie sviluppate per l'abbattimento di radiazioni, o per misure molto sensibili di queste, alla geofisica, alle scienze dell'ambiente e alla biologia. L'INFN è promotore di un'iniziativa a livello europeo per creare un ERIC centrato sui Laboratori Nazionali del Gran Sasso. L'obiettivo è ampliare ulteriormente la presenza scientifica internazionale ai Laboratori al fine di garantirne il livello di eccellenza mondiale, e di aumentarne le ricadute economiche e culturali sul territorio. b. Contenuto Tecnico Scientifico I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN sono il più importante laboratorio scientifico sotterraneo al mondo per numero di ricercatori impegnati nelle ricerche, volume e superficie dei laboratori, e infrastrutture tecniche disponibili. Completati nel 1987, sono costituiti da un sito sotterraneo e un sito in superficie. Il sito sotterraneo è collocato a lato del tunnel del Gran Sasso dall'autostrada Teramo-L'Aquila ed è direttamente accessibile da questa. Beneficia di una schermatura di 1400 m di roccia ed è costituito da tre grandi sale sperimentali di circa 100x20x18 m3 ciascuna, gallerie di accesso, di interconnessione e di servizio, per un totale di circa 180.000 m3 di volume e 17.800 m2 di superficie. Il sito in superficie, situato a circa 7 km di distanza dai laboratori sotterranei, sul versante ovest del Gran Sasso, in prossimità dell'uscita Assergi dell'autostrada si sviluppa su un'area di 9,5 ettari. Esso comprende direzione e amministrazione dei laboratori, uffici per ricercatori, servizi tecnici, sale per conferenze, mensa, officina meccanica, laboratorio di chimica, laboratorio di elettronica, servizio di calcolo, capannoni per il montaggio e il

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collaudo degli apparati sperimentali, e infrastrutture scientifiche ausiliarie di esperimenti sotterranei. I Laboratori sono aperti a scienziati provenienti da tutto il mondo, selezionati in base all’eccellenza scientifica. Per l'accesso alle infrastrutture è richiesta la presentazione di una proposta a carattere tecnico-scientifico che viene vagliata da un Comitato Scientifico a composizione internazionale. Attualmente sono in corso ricerche condotte da 17 diverse collaborazioni nazionali e internazionali. I Laboratori contano oltre 1000 utilizzatori, 2/3 dei quali provenienti dall'estero da 32 diversi paesi. I principali stati di provenienza sono Germania, USA e Russia. Nei laboratori si conducono ricerche all'avanguardia mondiale nei settori della fisica delle particelle, della fisica astro-particellare e dell'astrofisica, e sono sviluppate metodologie di assoluta avanguardia nella misura di elementi in traccia e nella ultra-purificazione di alcuni materiali. Le ricerche sul doppio decadimento beta senza neutrini sono volte a chiarire proprietà intrinseche dei neutrini: se questi siano fermioni di Dirac, come tutti i fermioni noti, oppure fermioni di Majorana, e quindi identici alla propria anti-particella. Il doppio decadimento beta senza neutrini può esistere solo se i neutrini sono particelle di Majorana, e, in tal caso, è tanto più raro quanto minore è la "massa efficace" del neutrino. Gli esperimenti Gerda, che ha iniziato la fase-II a febbraio 2016, Cuore, che inizierà a raccogliere dati nel corso del 2016, e Cupid che utilizzerà nuove tecnologie sviluppate nell'ambito dell'ERC Advanced Grant LUCIFER, costituiscono ricerche di punta al mondo nel settore. Molteplici osservazioni astronomiche e cosmologiche su scale che vanno dalle dimensioni di una galassia all'intero universo hanno indotto a formulare l'ipotesi che l'80% circa della materia dell'universo sia costituita da "Dark Matter". La natura della Dark Matter è sconosciuta: ne sono noti solo gli effetti gravitazionali. Si ipotizza che la Dark Matter possa essere costituita da Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), particelle che interagiscono debolmente con la materia ordinaria. Ai LNGS sono in corso molteplici ricerche di Dark Matter di questo tipo. L'esperimento DAMA ha prodotto dati interpretati come evidenza di un segnale di Dark Matter di tipo WIMP, che tuttavia appare inconsistente con i segnali nulli riportati da altri esperimenti. Si stanno elaborando proposte per nuove misure volte a chiarire la controversia. L'esperimento Xenon-100 è stato fino all'ottobre 2013 il più sensibile esperimento al mondo nel settore. Il suo successore Xenon- 1ton, che entrerà in funzione nell'estate 2016, riporterà ai LNGS il primato di sensibilità. L'esperimento DarkSide-50 costituisce un interessante sviluppo di una nuova tecnica che promette altissima sensibilità nella ricerca di WIMP di grande massa (regione del TeV). L'evoluzione di questo esperimento, DarkSide-20k, che punta a produrre l'apparato più sensibile al mondo per il decennio 2020-2030, svilupperà anche tecnologie di avanguardia con importanti ricadute industriali. Nel 2002 Masatoshi Koshiba e Raymond Davis hanno ottenuto il Premio Nobel per la Fisica per "contributi pionieristici all'astrofisica, in particolare per la rivelazione di neutrini cosmici". Ai LNGS sono installati due apparati per la rivelazione di neutrini cosmici: LVD e Borexino. LVD è rivolto prevalentemente alla rivelazione, con bassa energia di soglia, di neutrini provenienti da collassi stellari. È entrato in funzione nel 1992; nel 2001 ha raggiunto la configurazione finale che corrisponde ad una massa sensibile di 1000 tonnellate di scintillatore liquido. Borexino è oggi il rivelatore di neutrini solari con il più ampio spettro di sensibilità. Questa caratteristica è ottenuta grazie a tecniche appositamente sviluppate che hanno portato a livelli estremi di radio- purezza nel liquido scintillatore: 1.6×10-19 g/g di 238U e meno di 1.2×10-18 g/g di 232Th. Borexino ha prodotto dei risultati di assoluto rilievo per l'astrofisica solare con la misura dei neutrini del 7Be e della reazione pep, e con i limiti superiori al flusso di neutrini dal ciclo CNO, e nel 2014 ha riportato la prima misura diretta dei neutrini provenienti dalla fusione protone-protone, nella quale viene rilasciato oltre il 99% dell'energia prodotta dal sole. Quest'ultimo risultato è stato inserito dalla rivista Physics World tra i dieci principali per la Fisica nel 2014. L'elevata sensibilità di Borexino a neutrini di bassa energia consentirà una misura di oscillazioni di neutrino prodotti da una sorgente artificiale collocata in prossimità dell'apparato (Esperimento SOX). L'esperimento è finanziato mediante un ERC Advanced Grant. Il premio Nobel per la Fisica 2015 è stato assegnato per la dimostrazione sperimentale dell’oscillazione del neutrino. Un contributo determinante è stato dato da esperimenti storici dei LNGS quali GALLEX, con lo studio dei neutrini elettronici prodotti dal Sole e dall’esperimento MACRO con lo studio dei neutrini muonici prodotti dai raggi cosmici nell’atmosfera terrestre. Nel 2015 l’esperimento OPERA ha completato il quadro delle oscillazioni di neutrini dimostrando la trasformazione di neutrini-mu in neutrini-tau nel fascio inviato dal CERN a LNGS.

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Le reazioni nucleari che nelle stelle producono energia e sintetizzano gli elementi avvengono in una finestra di energia relativamente stretta: il picco di Gamow. I bassissimi valori delle sezioni d'urto dei processi nel picco di Gamow ne impediscono la misura in un laboratorio in superficie, dove il rapporto segnale/rumore è troppo basso a causa del rumore prodotto dai raggi cosmici. La misura dei processi rilevanti per l'astrofisica nucleare è stata avviata ai LNGS nel 1991 con un acceleratore elettrostatico da 50 kV: LUNA, a cui è seguito nel 2000 un secondo acceleratore da 400 kV: LUNA2. Le misure delle sezioni d'urto per i processi 3He(3He,2p)4He e 2H(p,g)3He, effettuate per entrambi al picco di Gamow del Sole, e del processo 14N(p,g)15O effettuata fino al limite inferiore di 70 keV, hanno prodotto risultati di grandissimo rilievo. Con questi LUNA ha dimostrato come siano misurabili sezioni d'urto alle energie della nucleosintesi nelle stelle in un laboratorio sotterraneo con strumentazione tipica degli studi di bassa attività. Il programma di LUNA comprende la misura dei processi rilevanti per la nucleosintesi degli elementi leggeri e la nucleosintesi al Big Bang. La costruzione di un nuovo acceleratore da 3,5 MV, i cui principali obiettivi saranno le misure delle sezioni d’urto delle reazioni 12C(alfa,g)16O (processo di "He Burning"), 13C(alfa,n)16O e 22Ne(alfa,n)25Mg(sorgenti di neutroni nelle stelle), è stato finanziato come progetto premiale MIUR nel 2011 e nel 2012. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Amministrativi 19

Tecnici 31

Tecnologi/Ricercatori 28


Amministrativi 6

Tecnici 3

Tecnologi/Ricercatori 13

c. Altro Personale


Assegnisti 12

Borsisti 30

Co.Co.Co 7


Dottorandi 10


• Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a

questa attività di ricerca

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d. Fonti di finanziamento MIUR e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Spese generali di

funzionamento (inclusa energia elettrica)

5022 k€

Servizi di base ed attrezzature

2477 k€

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descrizione Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL) Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi LNL è uno dei quattro laboratori nazionali dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). La sua missione è quella di svolgere ricerca di base in fisica nucleare e astrofisica nucleare e sviluppare applicazioni delle tecnologie nucleari. Punti di forza sono lo sviluppo di acceleratori di particelle, di rivelatori di radiazioni nucleari e il trattamento di superfici. Circa 700 scienziati provenienti da tutto il mondo partecipano ai programmi di ricerca in corso. Tra le persone che ogni giorno lavorano a LNL, metà sono fisici, ingegneri e tecnici dell’INFN, l’altra metà proviene da enti di ricerca ed università italiane e straniere. b. Contenuto Tecnico Scientifico Sono in funzione presso i LNL cinque macchine acceleratrici: AN2000, CN , TANDEM, ALPI e PIAVE Le ultime due sono state interamente progettate, costruite e collaudate ai LNL. Queste strutture offrono agli utenti un totale di circa 8000 ore di fascio all’anno. La struttura nucleare e gli studi di reazioni nucleari sono fra le attività principali dei LNL. La ricerca si basa su strumentazione avanzata che va da spettrometri per ioni pesanti (PRISMA), a rivelatori di neutroni e di ioni pesanti (GARFIELD, 8pLP). La spettroscopia nucleare è una tradizione dei LNL, il cui ruolo in questo campo si è affermato a livello internazionale dagli anni novanta con il rivelatore di raggi gamma GASP, Nel corso degli anni i LNL hanno ospitato tutti i principali rivelatori di radiazione gamma, sviluppati da grandi collaborazioni europee (EUROBALL, CLARA, AGATA). Per l’insieme di acceleratori e rivelatori disponibili i Laboratori Nazionali di Legnaro sono stati riconosciuti a livello europeo come una infrastruttura di ricerca di accesso transnazionale. Tre importanti infrastrutture sono in fase di realizzazione ai LNL, nel triennio:

• progetto SPES: per la realizzazione di una apparecchiatura in grado di produrre nuclei radioattivi, di interesse per l’astrofisica nucleare e per applicazioni mediche

• progetto IFMIF: insieme alle sezioni INFN di Padova, Torino e Bologna, i LNL sono fortemente impegnati nella realizzazione del quadrupolo a radiofrequenza (RFQ) che è il cuore del laboratorio IFMIF, finalizzato allo studio dei materiali per i futuri reattori nucleari a fusione

• progetto ESS, per la costruzione del Drift Tube Linac (DTL) della sorgente europea di spallazione.

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c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici e amministrativi 53



Amministrativi 4

Tecnici 10


c. Altro Personale

Altri Incarichi di Ricerca (da univ) 20

Assegnisti 15

Borsisti 8

Co.Co.Co 2

Comandi in Entrata (da università) 5

Dottorandi (da università) 10


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* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento

Il bilancio annuale del laboratorio è ormai vicino a 30 milioni di euro l'anno, di cui circa 8 per il funzionamento e la sperimentazione in Fisica Nucleare, circa 12 per lo sviluppo di progetti di acceleratori e circa 10 metà per i costi del personale. Per ciò che riguarda le attrezzature, con riferimento al 2015:

• esclusi i fondi Terzi (intesi come l’unione dei fondi esterni e dei fondi ministeriali a destinazione vincolata), le assegnazioni ai LNL nel 2014 sono state di 6.8 MEuro, di cui 5.4 per il funzionamento del laboratorio e 1.4 per gli esperimenti approvati dalle commissioni scientifiche nazionali, fondi completamente spesi od impegnati

• Riguardo ai “fondi terzi”, sono stati spesi o impegnati circa 12 MEuro, provenienti da progetti premiali (ITALRAD, SPES-MIUR, MUNES) e speciali (IFMIF e ESS)

Per ciò che riguarda il personale, a fine 2015 i dipendenti erano 126, di cui 24 con contratto a TD.

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Grava sui “fondi terzi” il 70% della spesa pei contratti a tempo determinato e buona parte dei costi per il personale in formazione, circa 70 unità fra borsisti, dottorandi, assegnisti di ricerca e CoCoCo, finanziati o cofinanziati dal laboratorio.

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE

Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Spese generali di


7420 k€

Spese per missioni 218 k€

Investimenti 583 k€

Spese di consumo 579 k€


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” UE 500 k€

Partner privato 3000 k€

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descrizione Laboratori Nazionali del Sud (LNS) Specificare l’Area di Intervento:

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi

Ricerca di base nel settore della Fisica Nucleare, dell’Astrofisica Nucleare e Particellare, facendo uso di grandi apparati di rivelazione (CHIMERA, MAGNEX, MEDEA) e di apparati custom che possono essere installati in una delle sale sperimentali disponibili. Il 2016 ha visto la ripresa del funzionamento, in contemporanea, delle due macchine acceleratrici dopo l’upgrade del sistema di trasporto di carica del Tandem passando da cinghia a Pelletron e gli interventi al liquefattore del CS. Si prevede il completamento dello studio di aspetti specifici di struttura nei nuclei e dei meccanismi di reazione, sia con l’apparato MAGNEX accoppiato con il multirivelatore per neutroni EDEN, sia con CLAD, utilizzando fasci stabili e fasci radioattivi, per lo studio delle forze nucleari, della spettroscopia di nuclei radioattivi, delle risonanze giganti nei nuclei esotici, della frammentazione di nuclei stabili medio-leggeri e fasci radioattivi per applicazioni in radioterapia e radioprotezione nello spazio. Il multirivelatore CHIMERA continua la sua attività nello studio di nuclei leggeri attorno alla drip line per neutroni, con l’obiettivo di studiare fenomeni di clusterizzazione esotica. Inoltre procederà con lo studio dell’eccitazione scalare della PIGMY nel 68Ni. Si prevede inoltre di accoppiare a CHIMERA i rivelatori FARCOS e MUST2, per misurare le correlazioni particella-particella con elevata precisione, al fine di estrarre le dimensioni spazio-temporali delle sorgenti nucleari prodotte in reazioni ad energie tra i 10 ed i 40 AMeV, correlandole con l’energia di simmetria dell’equazione di stato della materia nucleare. Inoltre verranno effettuate misure di precisione in esperimenti con nuclei leggeri per testare le teorie ab-initio che provano ad estrarre le caratteristiche peculiari dei nuclei medio-leggeri. Con MEDEA si investigherà l’evoluzione delle caratteristiche della risonanza gigante dipolare (GDR) al variare dell’energia di eccitazione fino alla sua scomparsa in una regione di massa mai esplorata, con l’obiettivo di estrarre da ciò un’energia limite per l’esistenza del moto collettivo. Si continuerà lo studio di fattibilità per utilizzare SOLE come spettrometro per particelle cariche leggere, in reazioni in cinematica inversa, anche in vista di possibili applicazioni con fasci FRIBS. Nel campo dell’Astrofisica Nucleare, proseguirà l’intensa attività di studio con il metodo indiretto del “Trojan Horse”, utilizzando sia fasci stabili che radioattivi con lo scopo di migliorare le conoscenze in molti campi di indagine astrofisica tuttora aperti, come electron screening, struttura ed evoluzione stellare di stelle di sequenza principale, pre-sequenza o AGB, nucleosintesi stellare e primordiale. Verranno inoltre studiate reazioni di fusione in plasma indotto da laser al fine di realizzare condizioni di densità e temperatura il più possibile simili a quelle stellari. Inoltre si prevede lo studio delle reazioni indotte da 7Be +n importanti per la risoluzione del problema del

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litio in cosmologia. Tra gli obiettivi di grande rilievo è in atto un’attività sperimentale con MAGNEX, volta a misurare gli elementi di matrice nucleare del doppio decadimento beta senza neutrini, tramite accurate misure di sezioni d’urto di doppio scambio di carica. Tale attività fa parte di una delle prime fasi del Progetto NUMEN, la cui tematica di ricerca è direttamente connessa con lo studio della massa dei neutrini, con la misura della loro massa e la natura di Dirac o Majorana di tali particelle, nonché con le fondamentali ricadute cosmologiche. Ci si propone, inoltre, di produrre un fascio Tandem di 10Be con la tecnica del Batch-Mode, finalizzato inizialmente allo studio di strutture a cluster nel 14C e per misure di distribuzioni angolari elastiche da confrontare con misure analoghe effettuate con il nucleo halo 11Be. Il gruppo locale n-TOF è capofila di un esperimento presso il CERN per lo studio delle sezioni d’urto delle reazioni 7Be(n,alpha) e 7Be(n,p) di estremo interesse nello studio di processi fisici coinvolti nell’ambito della nucleosintesi primordiale. L’attività del gruppo LANDIS procede con lo sviluppo di tecniche analitiche avanzate basate sull’uso di raggi X (sorgenti portatili) e di particelle cariche (acceleratori LNS), per la caratterizzazione non invasiva di beni culturali e materiale archeologico. Particolare attenzione è rivolta alle metodologie di imaging, in grado di fornire indicazioni sulla distribuzione elementale dei reperti con grande risoluzione spaziale. Sono state avviate intense collaborazioni con importanti musei e missioni archeologiche internazionali per lo studio di opere di grande valore storico e artistico. Con lo scopo di implementare una tecnica di diagnostica non-invasiva, basata sulla misura di luminescenza ultradebole, con applicazioni sia in campo biomedico che di controllo di qualità di alimenti e acque, è in corso lo sviluppo di strumentazione innovativa per la rivelazione e l'analisi topologica, temporale e spettrale di fotoni singoli. È in atto uno studio per lo sviluppo di tecniche innovative per il monitoraggio della contaminazione ambientale mediante sistemi di rivelazione con controllo remoto. È iniziata l'attività all'interno del progetto europeo JOPRAD, per la definizione di un JOint PRogramming on RADwaste riguardo ai depositi interim e geologici per scorie radioattive. Si è anche entrati nella piattaforma tecnologica europea IGD-TP concernente i depositi geologici, e nell'ambito di entrambe le attività si continua a studiare sistemi di monitoraggio puntuale per rifiuti radioattivi, anche in vista dell'imminente allestimento del deposito nazionale. Detti sistemi consentiranno di controllare da remoto e in tempo reale lo stato di conservazione dei singoli fusti, mappandone nel tempo l’attività radioattiva e minimizzando l’esposizione degli operatori alla radiazione. Procede proficuamente l’attività di sviluppo di rivelatori innovativi per neutroni termici 3He free, che ha comportato anche il deposito di un brevetto. Continua la fase di realizzazione del primo blocco del rivelatore di Km3NeT nel sito di Capo Passero. È in prosecuzione l’attività di sviluppo della sorgente di ioni a multicarica per Adronterapia, Aisha. Continua il coinvolgimento dei LNS nella realizzazione di ESS. Presso i LNS è presente un’intensa attività legata alla ricerca, allo sviluppo e alle applicazioni della fisica in medicina. Tale attività comprende lo sviluppo e la caratterizzazione di nuovi rivelatori da utilizzarsi per la dosimetria assoluta e relativa di fasci clinici differenti (elettroni, gamma, adroni), lo studio e l'ottimizzazione dei sistemi di diagnostica on-line nonché degli elementi delle linee di trasporto di fasci di ioni in aria, che vengono ottimizzati per applicazioni medicali. Si prevede la continuazione dei programmi di adroterapia clinica, che vedono i LNS impegnati costantemente nel trattamento dei melanomi oculari con i fasci di protoni da 62 MeV accelerati dal ciclotrone superconduttore, con i quali più di 350 pazienti sono stati finora trattati. Tali programmi prevedono, parallelamente, uno sviluppo costante degli elementi di trasporto, di diagnostica e di controllo necessario a mantenere adeguato lo standard di qualità dei trattamenti. Gli obiettivi dell’attività di fisica medica ai LNS sono anche fortemente connessi con sperimentazioni di tipo radiobiologico. I LNS forniscono, infatti, sia gli strumenti tecnici (linee di fascio, sistemi di movimentazione, laboratorio di colture cellulari) sia il supporto sperimentale per la dosimetria, la diagnostica e la formazione di fasci di ioni dedicati all'irraggiamento di campioni biologici. L'attività di fisica medica dei LNS comprende anche una forte componente legata allo

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sviluppo e utilizzo di applicazioni Monte Carlo, caratterizzate da una doppia valenza. Da un lato viene svolta un’attività di ricerca relativa alla simulazione dell’effetto biologico delle radiazioni, alla progettazione di nuovi elementi della linea di trasporto e allo studio preliminari di rivelatori per dosimetria e diagnostica. Dall’altro, le stesse simulazioni forniscono uno strumento di supporto per l’attività sperimentale relativa alle applicazioni dosimetriche e radiobiologiche. Infine è prevista anche un’attività di sviluppo e caratterizzazione di rivelatori innovativi per dosimetria relativa e assoluta per fasci di protoni accelerati per interazione laser-target, nell’ambito del progetto ELIMED. Le peculiarità di questo tipo di fasci rendono necessaria la messa a punto di nuovi protocolli per la misura della dose, che verranno studiati e finalizzati. I LNS sono fortemente coinvolti in attività legate all’utilizzo di laser di alta potenza (200TW–10 PW) per lo studio dell'interazione laser-materia, per lo sviluppo di nuove tecniche di accelerazione e per l'applicazione dei fasci laser-driven in alcuni dei molteplici campi di interesse. In particolare i LNS sono coinvolti nello sviluppo di una delle quattro facility previste nell’infrastruttura di ricerca europea ELI. Entro il 2016 a Praga verrà, infatti, realizzata la facility ELI-Beamlines, al cui interno una delle sale sperimentali verrà dedicata all’utilizzo degli ioni accelerati per applicazioni multidisciplinari, tra cui quelle adroterapiche e radiobiologiche. I LNS sono tra i proponenti di ELIMED e risultano essere direttamente coinvolti nel progetto della realizzazione della facility grazie all'esperienza decennale nel campo della radioterapia, dei rivelatori per dosimetria, delle simulazioni Monte Carlo in ambito medicale, nel campo dell'accelerazione di particelle prodotte da laser e della diagnostica così come in quello del loro trasporto e della loro rivelazione. Nell'ambito delle attività di ricerca e sviluppo legata ad ELIMED, è in via di definizione un MoU tra LNS e l'istituto Giapponese JAEA-KPSI. Questo accordo prevede una attività di ricerca congiunta sulle possibili soluzioni di trasporto e dosimetria dei fasci laser-driven, oltre alla possibilità di utilizzare il Laser del KPSI da 1 PW di potenza per le misure sperimentali e i test delle apparecchiature in corso di realizzazione e sviluppo.

b. Contenuto Tecnico Scientifico

I LNS nel campo della fisica nucleare saranno impegnati con i differenti apparati ad esplorare fenomeni che emergono nelle collisioni periferiche dirette in reazioni nucleari, al fine di fornire una descrizione coerente e microscopica della struttura nucleare, di studiare particolari strutture nucleari come aloni nucleari o cluster ed i loro effetti sui meccanismi di reazione attorno alla barriera coulombiana. È in atto un importante miglioramento nell’elettronica di CHIMERA, con la sostituzione con elettronica digitale GET della catena dei CsI del rivelatore. Si procederà inoltre nella costruzione del correlatore FARCOS con 10 telescopi triplo stadio pronti entro il 2016 e completamento nel 2018 con 20 telescopi. Nell'ambito delle attività tecnologiche relative allo spettrometro Magnex, merita rilievo la ricostruzione dell'elettrodo segmentato del rivelatore di piano focale, ottimizzando così la rivelazione di particelle leggere. Si prevede inoltre un upgrade del Ciclotrone Superconduttore per aumentare l'intensità di fasci di ioni leggeri con 12<A<20 fino a potenze dell'ordine di 10 KW, come richiesto dalla recente proposta NUMEN per lo studio del doppio decadimento beta e dall'utenza dei fasci radioattivi FRIBS@LNS, ampliando così la sperimentazione con CHIMERA. L'idea che sta alla base dell'upgrade proposto è l'estrazione per stripping, in sostituzione dell’estrazione elettrostatica, per una classe ristretta di ioni. Da uno studio di fattibilità emerge che l'estrazione per stripping richiede la sostituzione dell'attuale criostato con uno nuovo compatibile con le nuove traiettorie. Nell’ambito delle attività di n-TOF@LNS sono stati installati due monitor di fascio di neutroni per la misura del flusso e del profilo trasverso, entrambi basati su rivelatori a stato solido. È stato inoltre realizzato un apparato sperimentale innovativo per la misura della sezione d’urto 7Be(n,alpha), necessaria alla comprensione del problema del 7Li nella nucleosintesi primordiale. Le misure di interazione laser materia verranno svolte ai LNS tramite l'utilizzo di un laser table-top da 2,5J - 6 ns, per acquisire una dettagliata conoscenza della dinamica di formazione ed espansione del plasma prodotto da laser e studiare le reazioni all’interno del plasma.

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L’attività di LANDIS prevista nel corso del prossimo triennio è indirizzata allo sviluppo di sistemi per l’imaging elementale in 3D (sistema micro-XRF confocale) e di un sistema per diffrazione con rivelatori position-sensitive a grande copertura angolare. Saranno inoltre estratti, mediante l’uso di poli-capillari con funzione di filtri angolari, i primi fasci X dai reattori al plasma sviluppati presso i LNS (Plasma-reactor e Flexible Plasma Trap).



Amministrativi 12

Tecnici 62



Amministrativi 7

Tecnici 5


c. Altro Personale


Assegnisti 19

Borsisti 4

Co.Co.Co 2

Associati 53

Dottorandi 21


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d. Fonti di finanziamento • MIUR • PON • POR • EU • Commissioni scientifiche nazionali INFN • Le attività INFN-E sono finanziate nell’ambito dell’esperimento HELNEM • Le attività in collaborazione con SOGIN sono finanziate dalla medesima società

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Spese generali di


7590 k€

Spese per missioni 125 k€

ESS-MIUR (1) 256 k€

ELI_NP 83 k€

INFN-E 17 k€

Astrofisica Nucleare

35 k€

IRPT 150 k€

KM3NET-MIUR 1000 k€

LABMED (2) 2932 k€

(1) Budget ESS 2016 per tutti gli enti: 8078 k€ da suddividere. 256 k€ è la somma già disponibile nel 2016 come residuo del 2015

(2) Progetto premiale: 600 k€ vanno ad altri enti

Il finanziamento degli esperimenti da parte delle CSN 2,3,4,5 ammonta a 932 k€ in totale Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni)

Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” ELIBEAMLINES (3) 810 k€

BRIGHTNESS 62 k€

EMSO MEDIT 21 k€

ENSAR2 (4)

(3) Il finanziamento complessivo ELIBEAMLINES dal 2015 al 2017 è di 2.200 k€ da ripartire nelle varie

annualità. 810 k€ è la somma già disponibile nel 2016 come residuo del 2015 (4) Il finanziamento complessivo ENSAR2 è di 1.285 k€, da ripartire nelle varie annualità e per le varie

sedi a partire dal 2016

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6.2 Infrastrutture di Ricerca


Indicare se Attività di ricerca con risultati pubblicabili þ Attività di ricerca in collegamento con altre infrastrutture nazionali ed internazionali þ Offerta di servizio all’utenza per almeno il 30% di provenienza internazionale þ Libero accesso transnazionale su base competitiva (peer review) □ Offerta di servizio all’utenza industriale □

descrizione Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO) Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi L’Osservatorio Gravitazionale Europeo, EGO, è stato fondato nel 2000 congiuntamente dall’INFN e dal CNRS francese con lo scopo di completare la costruzione, mantenere, sviluppare e tenere in funzione il più grande detector interferometrico Europeo per la ricerca delle onde gravitazionali: Virgo. EGO registrato come consorzio di diritto privato secondo la legge italiana è una estesa infrastruttura collocata nella campagna toscana a circa 15 chilometri da Pisa. Il mandato di EGO prevede lo svolgimento di ricerche nel campo gravitazionale di interesse comune ai Membri, la promozione della cooperazione nel campo della ricerca sperimentale e teorica delle onde gravitazionali in Europa, lo sviluppo delle tecnologie attraverso Ricerca & Sviluppo, l’attività di diffusione della cultura scientifica e l’offerta di formazione avanzata per i giovani ricercatori. L'infrastruttura EGO comprende gli edifici, i laboratori e i servizi necessari per gestire l'interferometro Virgo ed eventualmente ospitare altri esperimenti e attività di Ricerca & Sviluppo. Virgo è uno dei tre maggiori interferometri nel mondo, ed opera nella rete interferometrica mondiale insieme ai due strumenti americani LIGO. La Collaborazione Virgo ha partecipato alla prima rivelazione delle onde gravitazionali ottenuta grazie alla osservazione del collasso di un sistema binario di buchi neri, registrato il 14 settembre 2015 dai due interferometri LIGO, allora gli unici in funzione. Nella primavera 2016 è iniziato il commissioning di Advanced Virgo, il progetto di upgrade di Virgo pensato per aumentare di un fattore 1000 in detection rate di onde gravitazionali,. Quasi tutte le componenti del rivelatore sono state migliorate. Gli specchi della prima generazione Virgo sono stati sostituiti con altri che presentano caratteristiche ottiche estreme, frutto di anni di R&D, adeguate alle nuove specifiche; i sistemi di iniezione del laser e rivelazione del segnale completamente rinnovati, potranno usufruire di un nuovo laser ad alta potenza e le aberrazioni indotte dagli effetti termici saranno corrette da un sofisticato sistema di compensazione; è stato potenziato il sistema di ultra alto vuoto e tutti gli impianti adeguati per ridurre i rumori secondo vincoli molto più severi rispetto a Virgo. Sono state messe in atto le best practice del project management per un controllo puntuale del budget, del planning e delle performance finali. Il commissioning dello strumento è iniziato in primo luogo inizialmente sulle singole componenti installate. Nell’aprile 2016 è iniziato il commissioning integrato dell’intero rivelatore. Il primo run scientifico in coincidenza con Advanced LIGO è programmato nella seconda metà del 2016. Nel triennio 2016/2018 le attività di EGO/Virgo saranno dunque dedicate principalmente al commissioning dell’esperimento finalizzato al raggiungimento della sensibilità nominale ed ai run scientifici congiunti.

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EGO è un Consorzio internazionale dalla fondazione essendo frutto di una compartecipazione italo-francese, cui si è aggiunta la partecipazione, quale “Ente Associato”, dell’Ente di ricerca olandese Nikhef, che contribuisce in kind alla costruzione di Advanced Virgo ed al funzionamento di EGO. Fanno parte della Collaborazione Virgo anche gruppi polacchi e ungheresi, con contributi per Advanced Virgo. EGO/Virgo, essendo una delle tre massime infrastrutture mondiali del settore, ha in atto collaborazioni scientifiche/tecnologiche con tutti i gruppi internazionali attivi nel settore: i laboratori americani LIGO, la LIGO Scientific Collaboration, il laboratorio tedesco/britannico GEO600, i centri giapponesi KAGRA e IRCC, la collaborazione indiana IndIGO, la collaborazione australiana ACIGA. EGO ha la leadership europea nella progettazione della futura evoluzione della ricerca delle onde gravitazionali, come testimoniato dal coordinamento di importanti progetti europei, all’interno del FP7 e H2020, in particolare il disegno concettuale dell’osservatorio di terza generazione “Einstein Telescope” (ET), progetto leader mondiale; EGO coordina il progetto europeo ELiTES, che prevede lo scambio di ricercatori con la collaborazione giapponese KAGRA. b. Contenuto Tecnico Scientifico La presente infrastruttura è costituita da due tunnel, ciascuno lungo 3 km sotto ultra-alto vuoto (P= 10-9 mbar risultando il più grande sistema di ultra vuoto in Europa, il secondo nel mondo), due edifici terminali e un edificio centrale con dieci torri contenenti sofisticati attenuatori per la riduzione del rumore sismico, attualmente i più efficienti nel mondo, specificatamente concepiti per Virgo e prodotti in Italia (lo stesso concetto è stato adottato anche dall’interferometro KAGRA in Giappone), numerose clean-room fino alla classe 1, una serie di laboratori specializzati, in particolare in ottica, elettronica, criogenia e vuoto, impianti per pulizia di componenti da inserire sotto vuoto, officine e servizi generali. Le attività di EGO e della Collaborazione Virgo sono quindi state centrate sulla progettazione e costruzione delle nuove componenti che permettono il sensibile miglioramento di sospensioni anti-sismiche, specchi, banchi ottici, laser, elettronica e controlli, ultra alto vuoto. Per questo sono state sviluppate, anche in collaborazione con aziende italiane, specifiche tecnologie nei settori della meccanica, ottica ed elettronica. L’alta concentrazione di competenze e infrastrutture tecnologiche disponibili permettono ad EGO di avere un importante ruolo di alta formazione; attualmente, infatti, EGO coordina un Initial Training Network (GraWIToN), finanziato dalla commissione europea, per la formazione di giovani ricercatori nella scienza e nella tecnologia del mondo delle onde gravitazionali. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”

a. Personale a tempo determinato 0 2 3

b. Personale a tempo indeterminato 51 51 51

c. Altro Personale

Co.Co.Co/Co.Pro. 2.5 1.9 1

Comandi in Entrata 2 2 2


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d. Fonti di finanziamento

I Membri del Consorzio EGO, INFN e CNRS, contribuiscono in parti uguali al bilancio annuale, approvato dal Consiglio di EGO. Nikhef, che ha lo stato di osservatore al Consiglio, contribuisce con una quota pro-capite per ricercatore. I contributi al progetto Advanced Virgo sono regolati da MOU firmati dalle Agenzie finanziatrici: INFN, CNRS, Nikhef, Wigner (HU) e Polgrav (PL). Bilancio ordinario annuale di EGO: 4500 k€ da INFN (IT), 4500 k€ da CNRS (FR) , 100 k€ da Nikhef (NL). Costo dell’upgrade ad Advanced Virgo, distribuito sugli anni della costruzione: 24000k€ di cui 7000k€ da INFN, 7000k€ da CNRS, 2000k€ da Nikhef, 8000 k€ dal bilancio ordinario di EGO. Si aggiungono contributi in kind da laboratori polacchi e ungheresi.

e. Costo complessivo del progetto (in kEuro) Finanziamenti a carico INFN Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Funzionamento 900 k€ 900 k€ 900 k€ Upgrade Advanced

Virgo 900 k€ 400 k€ 400 k€

Fellowships, R&D e investimenti 500 k€ 450 k€ 450 k€

Finanziamenti a carico CNRS e Nikhef Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n”

Funzionamento 900 k€ 900 k€ 900 k€ Upgrade Advanced

Virgo 900 k€ 400 k€ 400 k€

Fellowships, R&D e investimenti 500 k€ 450 k€ 450 k€

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 X Altra Area di Intervento


descrizione KM3NeT-IT, laboratorio ad alta profondità nel Mar Mediterraneo Specificare l’Area di Intervento Fondi infrastrutturali dal piano nazionale delle infrastrutture di

ricerca (PNIR) come proposto dalla programmazione strategica della regione Sicilia.

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi KM3NeT costituirà la più grande infrastruttura di ricerca a grande profondità nel Mar Mediterraneo dedicata alla fisica astroparticellare e a ricerche multidisciplinari. Grazie al suo elevato potenziale scientifico KM3NeT è inclusa dal 2006 nella roadmap di ESFRI tra le infrastrutture di interesse pan-europeo. Il programma scientifico di KM3NeT, inizialmente mirato alla sola astronomia con neutrini, è stato esteso anche alla determinazione della gerarchia di massa dei neutrini. Una proposta per un upgrade dell’infrastruttura (KM3NeT 2.0) è stata sottoposta per l’inclusione nella nuova roadmap ESFRI. Questa infrastruttura sarà costituita da due nodi: KM3NeT/ARCA, dedicato allo studio di neutrini di alta energia ed installato presso il sito Italiano di Capo Passero, e KM3NeT/ORCA dedicato allo studio della gerarchia di massa dei neutrini ed installato nel sito Francese di Tolone. Per quanto riguarda l’astronomia con neutrini l’obiettivo principale di KM3NeT è la ricerca e lo studio di sorgenti di neutrini nella regione di energia tra il TeV e la decina di PeV. La recente osservazione da parte di IceCube di circa 50 neutrini di alta energia di origine cosmica ha di fatto segnato l’inizio dell’astronomia con neutrini anche se le caratteristiche e la collocazione di IceCube non sono ottimali per poter fornire risposte definitive sulla provenienza di questi neutrini. La collocazione di KM3NeT/ARCA nel Mar Mediterraneo consentirà di osservare la quasi totalità del cielo, incluso il centro galattico e gran parte del piano galattico, e, grazie alle sue caratteristiche di risoluzione angolare, di individuare univocamente le sorgenti di produzione. Recentemente è stato suggerito che la gerarchia di massa dei neutrini può essere determinata studiando i neutrini atmosferici. La collaborazione KM3NeT ha mostrato che tale misura può essere effettuata mediante un rivelatore sottomarino di volume dell’ordine del Mton costruito utilizzando la stessa tecnologia del telescopio per neutrini di alta energia ma molto più densamente strumentato. b. Contenuto Tecnico Scientifico KM3NeT sarà costituita da un insieme di strutture verticali (Detection Units) installate a grande profondità nel Mar Mediterraneo. Ogni struttura alloggia i sensori ottici per la rivelazione della luce prodotta dalle particelle originate nelle interazioni di neutrino nell’acqua ed anche la

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strumentazione necessaria al monitoraggio continuo delle proprietà dell’acqua e del posizionamento dinamico delle strutture di rivelazione. Considerazioni di tipo logistico e tecnologico hanno portato alla definizione di uno schema a blocchi, ciascuno composto da un centinaio di Detection Units. L’alimentazione del rivelatore e il trasferimento dei dati saranno effettuati attraverso una rete di cavi elettro-ottici e di nodi di raccolta e distribuzione (Junction Boxes) che converge su un cavo elettro-ottico principale che connette l’infrastruttura off-shore con la stazione di terra. Le operazioni di posa e manutenzione saranno effettuate tramite robot in grado di operare a grande profondità controllati in remoto da una nave. Le prestazioni della soluzione a blocchi sono state studiate tramite simulazioni numeriche che non hanno messo in evidenza alcuna controindicazione in termini di prestazioni del rivelatore (sensibilità, potenziale di scoperta). I blocchi possono essere installati a distanze della decina di km o anche su diversi siti. Le opportunità di reperimento di fondi anche su base regionale hanno portato alla scelta dell’opzione di infrastruttura distribuita su diversi siti. Il nodo italiano ospiterà il telescopio dedicato all’astronomia con neutrini di alta energia (KM3NeT/ARCA) e prevede la costruzione di due blocchi, con un volume strumentato di 1-2 km3, ciascuno formato da 115 detection units di circa 700 m di altezza. Il rivelatore sarà installato a 3500 m di profondità 80 km al largo di Capo Passero su un sito caratterizzato da una collaborazione INFN negli ultimi quindici anni. L’INFN ha già realizzato sul sito un’infrastruttura comprendente una stazione di terra, un sistema di potenza e un cavo elettro-ottico sottomarino con convertitore DC/DC da 10 kW già operativi. Nel corso del 2013 e 2014 sono stati installati a 3500 m di profondità e connessi all’infrastruttura due prototipi di struttura di rivelazione con lo scopo di validare alcune soluzioni tecnologiche e allo stesso tempo monitorare in continuo e in tempo reale il sito. I dati raccolti hanno confermato le caratteristiche eccellenti del sito e permesso di fornire la prima misura del flusso di muoni atmosferici a tale profondità. La stazione di terra è inoltre collegata tramite un link ottico a 10 Gbit/s ai Laboratori Nazionali del Sud. Da qui i dati saranno distribuiti in tempo reale a tutti i membri della collaborazione europea. La prima fase di costruzione della rete di fondo e delle prime Detection Units è stata realizzata grazie al finanziamento del progetto KM3NeT-Italia sul PON 2007-2013 “Ricerca e Competitività” ed è in corso di completamento Nel 2015 è stata completata l’installazione della rete di fondo che sarà in grado di gestire il primo blocco operativo del telescopio e il nuovo telaio di terminazione in grado di poter gestire 5 Junction Box (nodi di diramazione). Sempre nello stesso anno è stata installata la prima stringa Km3NeT Italia, attualmente in funzione ed in presa dati. Dal 2017 potrebbe quindi iniziare la seconda fase che consentirebbe in circa tre anni di completare il nodo italiano di KM3NeT. Un rivelatore di queste dimensioni consentirebbe non solo di confermare la recente scoperta di IceCube ma anche di fornire ulteriori preziose informazioni sull’origine di questi neutrini. L’infrastruttura KM3NeT è inoltre compatibile e sinergica con attività legate a scienze della terra e marine nel cui campo sono stati già avviati contatti e collaborazioni. In particolare sono previsti esperimenti in sinergia con EMSO che è un’altra grande infrastruttura europea inserita in ESFRI che prevede la realizzazione di una rete di osservatori sottomarini per le scienze della terra e del mare. Il nodo francese ospiterà il rivelatore dedicato allo studio della gerarchia di massa dei neutrini (KM3NeT/ORCA) e prevede la costruzione di due blocchi compatti di stringhe ciascuno formato da 115 detection units di circa 100 m di altezza. Nove strutture INFN, tra cui due laboratori nazionali, partecipano al progetto. Attività in collaborazione con l’INGV sono già in corso e altre in programma. La collaborazione internazionale KM3NeT comprende circa 40 istituti da 12 paesi europei. Per la realizzazione della fase 1 del progetto è stato siglato un Memorandum of Understanding. Per la fase successiva dell’infrastruttura europea KM3NeT è prevista la costituzione di un ERIC.

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Tecnici 10



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti 5

Borsisti 5

Co.Co.Co 1

Comandi in Entrata

Dottorandi 5


30

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento Il costo per la realizzazione dell’infrastruttura KM3NeT 2.0 è di circa 125000 k€ di cui 31000 k€ sono stati già finanziati attraverso la fase-1 del progetto. Questi 31000 k€ includono, oltre al contributo italiano, anche un contributo francese di 6000 k€ ed uno olandese di 8000 k€. La successiva espansione al rivelatore completo di 6 blocchi è stimata tra 220000 k€ e 250000 k€. Il costo per la realizzazione del nodo italiano KM3NeT/ARCA, corrispondente a due blocchi, è stimato in circa 90000 k€. Questi costi non includono l’infrastruttura di base (stazione di fondo, cavo elettro-ottico che connette le stazioni on e off shore, …) che sono state finanziate precedentemente dall’INFN con un finanziamento complessivo di 7000 k€. Sul bando PON 2007-2013 sono già stati finanziati 21000 k€ per la costruzione della prima parte del nodo italiano di KM3NeT. Inoltre 2000 k€ sono stati stanziati per l’infrastruttura nell’ambito del FOE 2010 e 2011. Ulteriori fondi (circa 70000 k€) sono quindi necessari per il completamento del progetto. La maggior parte di questi fondi saranno necessari nel periodo 2017-2020 in particolare per l’espansione della rete di fondo e la costruzione delle Detection Units rimanenti. KM3NeT è stata inserita tra le 17 infrastrutture di ricerca prioritarie per lo sviluppo del paese.

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e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n”

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Fondi strutturali

Fondi POR

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descrizione Progetto “Selective Production of Exotic Species” (SPES), produzione in linea di ioni radioattivi

Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Cruciale per il futuro del laboratorio LNL è il progetto SPES, sigla di "Produzione Selettiva di Specie Esotiche". Il progetto è centrato sullo sviluppo di un sistema di seconda generazione per produzione in linea di ioni radioattivi (sistema ISOL) finalizzato alla ricerca fondamentale in fisica nucleare e ad applicazioni interdisciplinari in settori diversi, che vanno dalla produzione di radionuclidi di interesse medico alla generazione di neutroni per lo studio dei materiali e applicazioni in campo medico. Le fasi alfa, beta e gamma devono completarsi nel prossimo triennio. b. Contenuto Tecnico Scientifico Il progetto si articola in quattro fasi: SPES-alfa, già approvato e finanziato dall'INFN per 20000 kEuro, include, l'acquisizione, l’installazione e la messa in funzione di un ciclotrone ad alte prestazioni con elevata corrente di uscita (~ 0.7mA) e alta energia (fino a 70 MeV), insieme con le relative infrastrutture per il ciclotrone e le stazioni sperimentali. Il ciclotrone sarà dotato di due porte di uscita che dividono la corrente totale in due fasci di protoni azionati contemporaneamente, una configurazione adatta per la doppia missione del laboratorio: ricerca di base e applicazioni tecnologiche. Uno dei due fasci sarà dedicato alla struttura ISOL, il secondo sarà dedicato alle applicazioni. Il ciclotrone produrrà ioni radioattivi ricchi di neutroni come risultato dalla collisione di protoni su un bersaglio di uranio. In SPES-beta questi nuclei ricchi di neutroni verranno accelerati e quindi mandati ad urtare contro altri bersagli, dove si produrranno nuovi nuclei, come quelli che sono generati nelle fasi avanzate dell’evoluzione stellare e non esistono naturalmente sulla Terra a causa della loro breve vita. Lo studio di questi sistemi rappresenta una nuova frontiera della fisica per estendere la conoscenza delle forze nucleari in condizioni estreme e per avere informazioni di base necessarie per studiare l'evoluzione stellare. La fase di accelerazione sfrutterà il sistema di acceleratori ALPI-PIAVE, già installato presso i LNL, che sarà opportunamente potenziato. SPES-beta è sviluppato nel quadro di intense collaborazioni nazionali ed internazionali. A questo proposito, è operativo

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l’accordo LEA (Laboratori Europei Associati) che prevede SPES e il progetto francese Spiral2 come partner di una attività congiunta. SPES-beta è stato approvato e completamente finanziato dall'INFN; ha ottenuto un finanziamento di 5600 kEuro nell’ ambito dei progetti premiali 2011 e a fine 2014 l’INFN ha approvato la realizzazione completa della fase beta con un finanziamento di 23300 kEuro. Altri 3200 kEuro saranno reperiti da sinergie con altri progetti dei LNL per la realizzazione del sistema di riaccelerazione. SPES-gamma riguarda la produzione di radionuclidi di interesse medico utilizzando il ciclotrone di SPES-alpha. Lo scopo principale è la produzione di radio-farmaci di tipo innovativo (come ad esempio quelli basati su Sr-82/Rb-82 e Ga-68/Ge-68), nonché la produzione di radionuclidi convenzionali con nuovi approcci basati sull’uso di acceleratori. A tale riguardo lo stato metastabile del Tecnezio-99 è di particolare interesse. Sfruttando il ciclotrone e l'infrastruttura prevista da SPES-alfa, si può costruire un centro per la produzione di radioisotopi di interesse medico con costi limitati, realizzando un’importante sinergia tra ricerca di base e applicata. Il progetto è collegato ad altre infrastrutture internazionali per lo sviluppo innovativo di radioisotopi come il centro Arronax a Nantes. Questa fase del progetto SPES, presentata al Ministero per il finanziamento da parte dell’INFN e del CNR e con il supporto di un partner privato, è stata approvata come progetto premiale 2012 sotto il nome LARAMED (Laboratorio per radionuclidi di interesse medico). SPES-delta prevede lo sviluppo di sorgenti di neutroni da acceleratore. Per questo ruolo si può considerare il ciclotrone (progetto NEPIR), ovvero un acceleratore lineare ad alta intensità basato su una particolare tecnologia acceleratrice chiamata quadrupolo a radiofrequenza (RFQ). Per questa strada si possono avere fasci con una corrente di 30 mA ad una energia di 5 MeV. Questo acceleratore può essere utilizzato come una sorgente di neutroni estremamente intensa con diverse applicazioni che vanno dagli studi di astrofisica nucleare alla caratterizzazione dei rifiuti nucleari, alla terapia sperimentale per tumori basata sulla cattura di neutroni da parte del boro (BNCT). Per lo sviluppo di questo progetto è stato firmato un accordo tra SOGIN, Università di Pavia e INFN. Con il nome MUNES (Multidisciplinary neutron source) il progetto è stato approvato dal MIUR nell’ambito dei progetti premiali 2011 e finanziato per 6000 kEuro. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 15



Amministrativi

Tecnici 5


c. Altro Personale


Assegnisti 5

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Borsisti 5

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 5


5

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento Il progetto SPES è stato avviato con fondi del bilancio ordinario dell’INFN, che vi ha investito oltre 20000 kEuro. Il progetto per la realizzazione di una infrastruttura per fasci di ioni radioattivi (fasi alfa + beta) ha beneficiato di un finanziamento premiale MIUR-2011 per 5600 kEuro. Sono da reperire ulteriori 20000 kEuro per il completamento della facility di fasci di ioni radioattivi. Per la fase gamma, (radioisotopi ad uso medico), il MIUR ha approvato il progetto premiale 2012 LARAMED, per 7000 kEuro. Per il completamento della facility per radioisotopi ad uso medico, per circa 13000 kEuro, è necessario ricorrere al finanziamento da parte di un partner privato. e. Costo complessivo del progetto Il costo delle fasi alfa+beta (Fasci di ioni radioattivi), è di 50000 kEuro, di cui circa 30000 kEuro già investiti. Nel corso del triennio sono da reperire circa 20000 kEuro per il completamento di queste fasi. Il costo della fase gamma (radioisotopi per uso medico) è stimato in 20000 kEuro, di cui 7000 sono acquisiti tramite progetto premiale 2012; per gli altri si attende l’impegno di un partner privato. Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Alfa + beta 8000 k€

gamma 2000 k€

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Finanziamenti

privati 3000 k€

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Indicare se Attività di ricerca con risultati pubblicabili þ Attività di ricerca in collegamento con altre infrastrutture nazionali ed internazionali þ Offerta di servizio all’utenza per almeno il 30% di provenienza internazionale þ Libero accesso transnazionale su base competitiva (peer review) □ Offerta di servizio all’utenza industriale þ

descrizione CNAF, centro nazionale dedicato alla ricerca e allo sviluppo nel campo delle discipline informatiche e telematiche


Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Il CNAF intende perseguire i seguenti obiettivi strategici, anche in collaborazione con altri soggetti pubblici e privati: • sviluppo di collaborazioni a livello regionale, nazionale e internazionale nell'ambito del

calcolo e dello storage distribuito. In particolare realizzate all'interno di progetti strutturali nazionali (DHTCS; Smart Cities), Regionali (POR/FESR 2014-2020) ed europei (programma quadro Horizon 2020 o utilizzo di fondi infrastrutturali) attraverso accordi con istituzioni scientifiche nazionali ed estere e con soggetti privati.

• ottimizzazione dell'utilizzo delle risorse e dei relativi consumi energetici, da ottenersi sfruttando il paradigma del Cloud computing and storage. Su questo punto il CNAF ha una posizione di leadership da diversi anni, dimostrata attraverso il coordinamento e la partecipazione a numerosi progetti di punta nel calcolo distribuito e che intende mantenere e sviluppare;

• definizione di una architettura e di una implementazione di riferimento per la conservazione a lungo termine dei dati scientifici e delle relative applicazioni;

• definizione di nuovi framework di calcolo e di software per collaborazioni scientifiche, in particolare per gli esperimenti di fisica a cui partecipa l'INFN, in stretta collaborazione con i reparti di calcolo distribuito e con il centro di calcolo Tier1, e di controlli distribuiti sulla Cloud per acceleratori ed altre applicazioni (ad esempio attraverso il progetto !Chaos);

• sviluppo di una rete di conoscenze estesa a tutto l'ente per il miglioramento della qualità del software sviluppato ed utilizzato al suo interno;

• trasferimento delle proprie conoscenze tecnologiche e scientifiche verso la società, l’industria e la pubblica amministrazione.

b. Contenuto Tecnico Scientifico Il CNAF ospita e gestisce il centro per l'elaborazione di dati scientifici su larga scala denominato Tier1, in riferimento alla funzione di nodo di riferimento nazionale che svolge per gli esperimenti LHC. È una delle principali infrastrutture di ricerca a servizio della comunità della ricerca nazionale e delle collaborazioni scientifiche internazionali a cui partecipa l'INFN. Il Tier1, con gli analoghi centri Europei raccolti nella collaborazione WLCG (Worldwide LHC Computing Grid), costituisce un insieme di grandi centri di calcolo strettamente inter-operanti fra loro, che svolgono una funzione di primaria importanza per la ricerca scientifica in Europa. Grossi

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investimenti della comunità europea, ad iniziare dal quinto programma quadro, hanno permesso di progettare il middleware GRID che agisce da “collante” funzionale tra questi centri. L'infrastruttura Grid, integrata a livello internazionale nell'European Grid Initiaitve (EGI), permette ai ricercatori di distribuire in modo trasparente ed efficiente dati e compiti di elaborazioni fra gli oltre 200 centri di calcolo disponibili a livello mondiale per la fisica e le altre discipline scientifiche. Tier1 ll Tier1 Data Center è il principale centro di calcolo scientifico dell’INFN. L’attuale infrastruttura del Tier1, pur ospitando una quantità cospicua di risorse sia in termini di potenza di calcolo (~180000 HS06 per un numero di processi, “job”, eseguibili simultaneamente pari a ~20,000) che di storage (22 PB su disco e 45 PB su libreria a nastri nel 2016), potrebbe accogliere un quantitativo di risorse ben superiore. Infatti, gli impianti tecnologici, completamente ridondati, sia in termini di erogazione di potenza elettrica che frigorifera, possono erogare una potenza elettrica complessiva fino a 5 MW (3,4 MW in continuità assoluta), sono attualmente lontani dal punto di saturazione. Nel corso del 2014 è stata potenziata la libreria a cassette magnetiche con l’installazione di drive di nuova generazione quintuplicandone la capacità: la libreria può ora ospitare fino a 85 PB di dati online. Le risorse di calcolo dei differenti esperimenti sono gestite centralmente da un unico sistema di code (di norma ogni esperimento ha almeno una coda dedicata) ed assegnate dinamicamente agli esperimenti, tramite il meccanismo del fair share, in base a pesi prestabiliti, proporzionali ai finanziamenti decisi dalle commissioni scientifiche. La gestione unitaria delle risorse di calcolo rende possibile il pieno utilizzo della CPU disponibile per più del 95% del tempo con un’efficienza (tempo di CPU usato su tempo di attesa) pari al 85%. L’infrastruttura di storage è basata su standard industriali, sia a livello di connessioni (tutti i disk-server ed i sistemi disco sono interconnessi tramite una rete dedicata, la Storage Area Network), che di accesso ai dati (i dati sono residenti su file system paralleli, tipicamente uno per ogni esperimento principale). Questo ha permesso l’implementazione di un sistema di accesso ai dati completamente ridondato da un punto di vista hardware e capace di prestazioni molto elevate. Allo stato attuale, la banda passante complessiva, tra la farm di calcolo e lo storage, è di ~80 GB/s rendendo possibile estendere la tipologia di uso del centro ai processi di analisi utente tipicamente con requisiti molto più stringenti in termini di accesso ai dati rispetto alle produzioni organizzate. Attualmente, oltre 30 collaborazioni scientifiche usano le risorse del Tier1: oltre ai già citati esperimenti a LHC, vi sono esperimenti afferenti a CSN1 (Belle2, LHCf, CDF, KLOE e NA62), CSN2 (AMS, ARGO, Auger, Borexino, CTA, Cuore, Darkside, FERMI/GLAST, Gerda, ICARUS, Juno, KM3Net, LHAASO, MAGIC, Opera, PAMELA, Xenon100, VIRGO) e CSN3 (AGATA). All’interno della struttura del Tier1 sono anche ospitati il Tier2 italiano di LHCb (le risorse in questo caso sono completamente condivise con quelle del Tier1) ed un Tier3 della Sezione di Bologna, oltre ad altri servizi di interesse nazionale per l’INFN (si veda ad es. il Sistema Informativo). Nelle sale del Tier1 è ospitato uno dei nodi più importanti della rete della ricerca italiana (GARR). Oltre al normale accesso alla rete della ricerca italiana, che permette, tramite la rete GEANT, il collegamento alle reti della ricerca europee e mondiali, la connettività con il Tier0 al CERN e con gli altri centri Tier1 di WLCG è assicurata dalla rete dedicata LHCOPN alla quale il CNAF accede con un collegamento ridondato a 40 Gbps. È inoltre stata realizzata un’ulteriore rete, LHCONE, per l’interconnessione con i principali TIER2 di WLCG. Inoltre, la nuova rete GARR-X renderà possibile, se necessario, un collegamento a 100 Gbps con il CERN. Grazie a questa infrastruttura di rete il Tier1 può gestire il servizio di trasferimento dei dati per i siti WLCG italiani. Principali attività a carattere scientifico e tecnologico Il CNAF, oltre a garantire l'operatività delle infrastrutture informatiche che ospita, conduce attività di sviluppo e di innovazione tecnologica nel campo ICT, partecipando a progetti in sede nazionali ed internazionale. Recentemente si è dedicato in particolare ai seguenti aspetti, tutti legati a prospettive di incremento dell'efficienza nell'utilizzo delle risorse e nella ricerca di

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collaborazioni che migliorino la sostenibilità dei progetti dell'Ente: • studio e realizzazione di nuove architetture di calcolo e storage; • applicazioni di prototipi di architetture CPU many-core nella simulazione e nell'analisi di dati

prodotti da esperimenti di fisica a cui partecipa l'INFN; • implementazione di architetture scalabili di virtualizzazione per il calcolo scientifico e per la

realizzazione di servizi informatici di uso generale; • prototipizzazione dell’utilizzo efficiente a scopo scientifico di risorse pubbliche o private di

calcolo e storage attraverso interfacce di tipo Cloud computing; • coordinamento delle attività di Cloud computing all’interno dell’INFN; • sviluppo di software scientifico utilizzando moderne tecniche di software engineering e

maintenance, in collaborazione con esperimenti di fisica a cui partecipa l’INFN; • partecipazione a collaborazioni nazionali ed internazionali con soggetti pubblici e privati

nell'ambito della Grid e del Cloud computing. Tali progetti hanno portato ad attive collaborazioni di scambio tecnologico con soggetti pubblici e privati e ad un miglioramento ed incremento dei servizi forniti agli utilizzatori dei servizi di calcolo e storage forniti dall'INFN.

Il CNAF ha inoltre sempre svolto un’attività di coordinamento e di centralizzazione della gestione di contratti nazionali di manutenzione hardware e di acquisizione e distribuzione di pacchetti software, con lo scopo di cercare di garantire un trattamento omogeneo per tutte le strutture interessate, di riuscire ad ottenere condizioni contrattuali ed economiche più vantaggiose rispetto a quelle che si avrebbero con una trattativa individuale e non ultimo, di razionalizzare l'uso del software anche diminuendo i pacchetti a disposizione. Questa attività di coordinamento ha subito una forte accelerazione nell’ultimo periodo e si sono concretizzati numerosi nuovi contratti nazionali di interesse soprattutto per i servizi di progettazione ed officina meccanica dell'Istituto, con un evidente risparmio sui costi rispetto a qualche anno fa. Al momento sono quasi trenta i contratti gestiti centralmente (fra questi ricordiamo quelli riguardanti il software di gestione delle farm di calcolo ed il sistema di gestione dello storage in uso al Tier1 ed in altri centri dell’INFN) e sono allo studio nuove iniziative di accordi relativi ad ulteriori pacchetti software di interesse per diverse sedi. L’attività di trasferimento tecnologico del CNAF si è focalizzata in particolare verso la pubblica amministrazione con il progetto MarcheCloud prima e con “Open City Platform” dopo. Il CNAF insieme alla sezione di Bologna e di Ferrrara ha creato un laboratorio dedicato al trasferimento tecnologico (TTLab) in Emilia Romagna coordinato e diretto dal CNAF, che è stato accreditato presso la Rete Alta Tecnologia Emilia Romagna (High Tech Net) con l’obiettivo di favorire il trasferimento delle conoscenze verso il mondo industriale regionale. Il CNAF, in partnership con il CINECA, è stato scelto dalla Regione Emilia Romagna come una delle Infrastrutture di Ricerca Regionale di rilevanza nazionale ed europea. Principali collaborazioni nazionali ed internazionali Il CNAF ha partecipato negli anni, a diverse collaborazioni internazionali costituite per la realizzazione di progetti di sviluppo nel campo informatico. I progetti Europei connessi a GRID hanno permesso al solo INFN, di ottenere, nel periodo 2001-2010, un finanziamento complessivamente superiore a 22 Milioni di Euro (su 31 progetti approvati) che, aggiunto a quelli degli altri enti di ricerca e consorzi (ad esempio il finanziamento ottenuto dal Dipartimento ISTI del CNR), rappresentano il livello più alto di finanziamento ottenuto da un singolo paese dalla Commissione Europea (CE) in questo decennio in questo campo. Di particolare rilevanza è il progetto INDIGO-DataCloud, approvato a Gennaio 2015 dalla Commissione Europea. Questo progetto, finanziato per 11 milioni di euro in 30 mesi (2015-2017), mira allo sviluppo di una piattaforma open source di Cloud computing utilizzabile per calcolo scientifico su risorse sia pubbliche sia private. Il consorzio di INDIGO-DataCloud, coordinato dal CNAF, comprende 26 partner europei appartenenti a centri di ricerca, ESFRI e comunità scientifiche multidisciplinari (fisica, astronomia, scienze della terra, scienze della vita, meteorologia, bioinformatica, biomedicina, beni culturali), grandi infrastrutture distribuite e imprese private europee. Il CNAF collabora attualmente in ambito nazionale ed internazionale partecipando a:

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• la collaborazione Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) che gestisce l’infrastruttura di calcolo, basata su tecnologie Grid, al servizio degli esperimenti a LHC

• il progetto DHTCS • il progetto europeo European Grid Infrastructure (EGI) ed EGI-ENGAGE • collaborazione con la Regione Marche per la definizione e lo sviluppo di servizi di cloud

computing per la Pubblica Amministrazione • il progetto Smart Cities Open City Platform • il progetto Smart Cities Cagliari2020 • il progetto premiale !CHAOS • il progetto europeo H2020 INDIGO-DataCloud • il progetto europeo H2020 Asterics • il progetto europeo H2020 ExaNest • il progetto europeo HNSciCloud • Il progetto regionale Open-NEXT.

In aggiunta a tali collaborazioni in essere, si prevede di collaborare a ulteriori bandi di interesse nazionale, di partecipare a bandi europei, di sviluppare le connessioni con le imprese interessate ad obiettivi legati all'informatica (in particolare distribuita) e di rafforzare la collaborazione con altri enti di ricerca nazionali ed internazionali. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 8

Amministrativi



Amministrativi 1

Tecnici 4


c. Altro Personale


Assegnisti 11

Borsisti

Co.Co.Co


Dottorandi



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d. Fonti di finanziamento • INFN • MIUR • Comunità Europea • Consorzio EGO e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Spese generali di

funzionamento 2500 k€

Missioni 100 k€

Investimenti 1500 k€

Consumo 400 k€

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descrizione Laboratorio di tecniche nucleari per l’Ambiente e i Beni Culturali (LABEC)


Data Inizio: 2003 Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Il laboratorio LABEC è una grande struttura della Sezione di Firenze, che occupa locali del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di complessivamente oltre 1500 m2. E’ basata come strumento principale su un acceleratore di particelle di tipo Tandem, da 3 milioni di Volt di tensione massima di terminale, col quale si effettuano numerose importanti applicazioni interdisciplinari di tecniche della fisica nucleare, di notevole impatto sociale e culturale, principalmente (ma non soltanto) nel campo dei Beni Culturali e delle problematiche ambientali (in particolare il controllo della qualità dell’aria con la misura della composizione delle polveri fini – il cosiddetto PM, Particulate Matter – in atmosfera). Nato inizialmente, nella metà degli anni ’80, come laboratorio di modeste dimensioni nella vecchia sede della Sezione in Arcetri, si è grandemente potenziato a partire dal 2003 (anno in cui ha assunto l’attuale denominazione) con lo spostamento della sede nei nuovi edifici del Polo Scientifico di Sesto Fiorentino, dove grazie ai molto maggiori spazi disponibili e agli investimenti edilizi e strumentali rispettivamente dell’Università e dell’INFN, è stato possibile acquisire e installare attrezzature all’avanguardia (l’acceleratore Tandem, in primis) e sviluppare nuove tecniche, che hanno permesso anche di ampliare i settori applicativi alla geochimica, alla biologia, alla scienza dei materiali. L’acceleratore Tandem del LABEC consente: • misure di Accelerator Mass Spectrometry (AMS). In particolare si effettuano datazioni

archeologiche col metodo del 14C e, sempre grazie alla misura del 14C, l’eventuale scoperta di falsi, nel campo della storia dell’arte. Inoltre la misura della concentrazione di 14C viene oggi eseguita al LABEC anche per ricerca in campo ambientale: tramite queste misure si può infatti risalire alle diverse origini (antropica o naturale) delle componenti carboniose del particolato atmosferico, che hanno grande rilevanza anche per gli studi sui cambiamenti climatici globali.

• misure di Ion Beam Analysis (IBA) per sofisticate determinazioni non distruttive di composizione di materiali. Ad esempio, nel settore dei Beni Culturali scoprire la composizione di materiali pittorici, paste e invetriature delle ceramiche, leghe metalliche, paste vitree, è di grande importanza per studi di provenienza e di caratterizzazione di determinate scuole e botteghe. Nel campo ambientale, la misura della composizione del particolato atmosferico è fondamentale per determinarne l’impatto sulla salute e per individuare le sorgenti dell’inquinamento. Nel campo geo-mineralogico, la composizione di rocce è uno degli ingredienti importanti per studi di provenienza e per studi geochimici

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dell’evoluzione dei magmi. In ambito biologico, utilizzando la possibilità di mappature composizionali, mettere in evidenza l’accumulo nei diversi tessuti di elementi in traccia è importante per gli studi di processi metabolici.

La caratteristica peculiare del LABEC è quella di svolgere un’estesa attività di ricerca e sviluppo di nuove tecnologie nucleari applicative (finanziata dall’INFN attraverso la Commissione Scientifica Nazionale 5), grazie alla quale si possono mantenere costantemente ai massimi livelli le attività più standard “di servizio” svolte a favore di dipartimenti universitari e altri Enti pubblici nel campo delle scienze umane, Sovrintendenze, Enti di tutela del patrimonio culturale, Enti di tutela della salute e dell’ambiente. Per quanto concerne queste attività “di servizio”, il LABEC continua a produrre annualmente oltre duecento datazioni 14C di reperti archeologici o storici, soprattutto nell’ambito di collaborazioni con gruppi di studiosi del settore ed enti di tutela; partecipa a campagne di indagini diagnostiche preliminari al restauro di opere d’arte di ogni tipologia; esegue oltre diecimila misure di composizione del particolato atmosferico (polveri fini), nell’ambito di campagne di monitoraggio della qualità dell’aria in collaborazione con Agenzie di protezione ambientale, in Italia e all’estero. Riguardo alle attività di ricerca e sviluppo, invece, al LABEC si sono realizzati negli ultimi anni numerosi canali di fascio e nuovi set-up di misura, taluni con caratteristiche pionieristiche e tuttora uniche nel panorama mondiale: sono correntemente usati fasci estratti in atmosfera (una tecnica introdotta proprio dai ricercatori del LABEC, poi divenuta uno standard a livello internazionale in particolare per le analisi sui Beni Culturali), anche con dimensioni micrometriche e sistemi di scansione, per ricavare non distruttivamente non solo la composizione di un campione ma anche la distribuzione spaziale delle sue componenti; sistemi di fasci a impulsi brevissimi, un centinaio di picosecondi; sistemi di microfasci estratti di intensità controllata fino a poche particelle al secondo, con scansione su bersagli per effettuarne ad esempio una sorta di “radiografia” con particelle. Grazie ad alcune di queste realizzazioni, presso il LABEC si svolge anche una intensa attività di supporto per esperimenti di fisica nucleare basati in altri e più grandi laboratori sia nazionali che all’estero, ad esempio test preliminari di rivelatori e misure di danno da radiazione. Oltre alle attività portate avanti usando le tecniche che usano l’acceleratore, di recente all’interno del LABEC si sono sviluppate anche strumentazioni portatili altamente competitive per la diagnostica dei Beni Culturali, per poter analizzare anche opere inamovibili, ad esempio le pitture murali. Sfruttando le ampie competenze sviluppate con le tecniche di acceleratore, si sono “trasferite” alcune soluzioni applicative anche alla strumentazione portatile. Si sono realizzati negli ultimi due anni innovativi sviluppi nella strumentazione di fluorescenza X (XRF) portatile, che oltre ai risultati già in precedenza raggiunti dal laboratorio riguardo alla possibilità di rivelare con buona sensibilità anche gli elementi leggeri fino al sodio (cosa impensabile nella XRF tradizionale), permette adesso la costruzione di mappe elementali su superfici estese, di estrema utilità nella diagnostica preventiva al restauro. Uno strumento di questo tipo, interamente progettato e realizzato al LABEC, è installato in permanenza nei laboratori di restauro dell’Opificio delle Pietre Dure. In generale, il LABEC si è fatto promotore della costituzione di una rete INFN per le analisi dei Beni Culturali (CHnet), che nel complesso coinvolge già circa 17 strutture dell’Ente, e che ha fortemente potenziato lo spettro delle capacità analitiche a disposizione, oltre a garantire una capillare diffusione di queste competenze, con notevole vantaggio nelle possibilità di pronta risposta alla domanda degli studiosi e degli Enti di tutela del Patrimonio sul territorio. Le attività di ricerca tecnologica esistenti a livello di eccellenza nazionale e internazionale presso il LABEC hanno consentito di avviare, e vedono in forte crescita ormai da alcuni anni, numerose collaborazioni: quelle nazionali riguardano sia esperimenti INFN all’interno della rete CHnet, che progetti svolti con altri Enti e Università; quelle internazionali vedono coinvolti partner di numerosi altri paesi europei, che utilizzano le strutture del LABEC in collaborazione con personale interno. Sono stati stipulati anche accordi con la IAEA per il training di personale proveniente da paesi in via di sviluppo

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b. Contenuto Tecnico Scientifico L’acceleratore Tandem da 3 MV del LABEC è dotato di tre sorgenti di ioni, una delle quali dedicata esclusivamente a misure di Accelerator Mass Spectrometry (AMS); in queste misure l’acceleratore Tandem è utilizzato come uno spettrometro di massa ultra-sensibile per misurare l’abbondanza relativa di isotopi rari. La linea AMS del Labec è equipaggiata per poter misurare 14C, 10Be, 26Al, 129I. Nel campo dei Beni Culturali, la spettrometria di massa con acceleratore trova la sua principale applicazione nella datazione di reperti di origine organica con il metodo del radiocarbonio (14C); grazie a questa tecnica è possibile datare campioni anche con massa molto piccola (tipicamente, al LABEC, ~1 mg di carbonio). Si possono datare campioni di età fino a 50000 anni circa; nel caso di campioni risalenti al periodo storico, è in alcuni casi possibile determinarne l’età con un’incertezza anche minore di ± 40 anni. Le altre due sorgenti possono essere utilizzate per produrre ogni genere di fascio (dai protoni agli ioni pesanti) e sono impiegate per lo studio del danneggiamento da radiazione dei materiali, test di rivelatori, ma soprattutto in applicazioni di Ion Beam Analysis (IBA). Le tecniche IBA consentono di analizzare in maniera non distruttiva la composizione di un campione, utilizzandolo come bersaglio per un fascio di particelle cariche accelerate. Rivelando i prodotti dell’interazione fra le particelle del fascio e gli atomi (o i nuclei) del bersaglio è possibile riconoscere e quantificare gli elementi presenti nel campione. Come detto, al LABEC negli ultimi anni sono stati sviluppati e messi a punto nuovi canali di fascio e set-up di misura con caratteristiche pionieristiche. Le linee di fascio IBA (ad oggi ce ne sono sei indipendenti) sono dotate di rivelatori per misure PIXE (Particle Induced X-ray Emission), PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission), PESA (Particle Elastic Scattering Analysis), IBIL (Ion Beam Induced Luminescence). Presso il LABEC sono presenti anche diversi laboratori di supporto: preparazione di campioni per misure AMS, laboratorio per alcuni tipi di analisi sul particolato atmosferico non basate sull’uso dell’acceleratore, laboratori di elettronica e di test di rivelatori e di componenti e sistemi per ultra-alto vuoto. Per il futuro, a livello di obiettivi specifici di ricerca applicata, citiamo nel campo dei Beni Culturali lo sviluppo di nuove tecniche di datazione diretta o indiretta, e l’integrazione sulla medesima testa di misura di più tecnica diagnostiche complementari. Nel campo del monitoraggio ambientale, si prevede di estendere le attuali collaborazioni internazionali a ulteriori paesi nei quali solo adesso l’attenzione a queste problematiche sta iniziando a svilupparsi. Lo sviluppo e l’applicazione di tecniche di analisi nucleari con acceleratori per lo studio ad alta sensibilità del particolato atmosferico, come sopra accennato, oltre all’importanza per la stima dell’impatto sanitario e per il riconoscimento delle “sorgenti” dell’inquinamento, è molto rilevante per l’effetto che il particolato ha sui cambiamenti climatici globali. Per questo motivo è importante estendere le collaborazioni a un numero sempre maggiore di paesi nel mondo, e considerato il ruolo di leadership che il LABEC ha assunto per le analisi con tecniche nucleari non facilmente disponibili in altri paesi, la possibilità di accesso alle strutture di ricerca del LABEC da parte di gruppi esterni sta in effetti costantemente aumentando. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 1


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Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti 5

Borsisti 1

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 3


13

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento FOE + conto terzi + progetti regionali /europei

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Funzionamento 420 k€

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Progetti

regionali/ministeriali 150 k€

Conto terzi 40 k€

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata (LASA)

Indicare se Attività di ricerca con risultati pubblicabili þ Attività di ricerca in collegamento con altre infrastrutture nazionali ed internazionali þ Offerta di servizio all’utenza per almeno il 30% di provenienza internazionale □ Libero accesso transnazionale su base competitiva (peer review) □ Offerta di servizio all’utenza industriale □


Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Il LASA, Laboratorio Acceleratori e Superconduttività Applicata, è stato fondato nel 1987 presso l’INFN di Milano per la costruzione del Ciclotrone Superconduttore CS K800. La sua missione principale oggi è quella di sviluppare, in collaborazioni internazionali, i grandi acceleratori di particelle basati sui sistemi superconduttori per l’accelerazione (cavità RF) e la guida (magneti) dei fasci. Accanto a questi temi centrali si sono sviluppate negli anni ulteriori tematiche connesse allo sviluppo di applicazioni in campo medico, sia mediante acceleratori convenzionali RF ad alta frequenza sia con nuove tecniche di accelerazione laser, che di dosimetria e di produzione di radionuclidi e di nanotossicologia / nanosafety presso il laboratorio di radiochimica. Il LASA è infine attivo nel campo della divulgazione scientifica su temi di radioattività ambientale presso le scuole e il pubblico. b. Contenuto Tecnico Scientifico Temi principali di ricerca attivi al LASA Sistemi di accelerazione superconduttivi per elettroni Il LASA ha la responsabilità della gestione tecnico scientifica della partecipazione italiana, tutta in kind, al progetto ESFRI “European XFEL”.L’attività, si svolge attraverso la partecipazione responsabile a vari Work Package tra i quali i più significativi riguardano la realizzazione con l’industria nazionale di metà delle 800 cavità superconduttive a 1.3 GHz dell’acceleratore e una buona parte dei 100 criomoduli che le contengono, nonché lo sviluppo e la realizzazione dei sistemi di terza armonica che sono impiegati per la linearizzazione dello spazio-fasi longitudinale del fascio di elettroni all’uscita dell’iniettore. La produzione di cavità EXFEL a 1.3 GHz presso l’industria italiana si è conclusa con successo, con valori medi di campo accelerante ben oltre le specifiche di progetto, entro la fine del 2015. Parte dei sistemi di terza armonica è già stato commissionato e operativo a DESY, ma l’attività verrà completata nel 2016, dopo i positivi test delle cavità superconduttive effettuati nella facility del LASA e il completamento del commissioning del relativo criomodulo. Cavità superconduttive per protoni Nel 2016 continua l’attività di sviluppo delle cavità superconduttive per il progetto della European Spallation neutron Source ESS, con la costruzione di prototipi a disegno INFN “plug compatible”

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con i criomoduli di ESS, sia delle cavità medio beta che delle alto beta, in niobio a grano fine e a largo grano. Dopo il test e la validazione dei primi prototipi, tra la fine del 2016 e l’inizio del 2017 inizieranno le operazioni per la produzione presso l’industria delle 36 cavità della sezione medio beta dell’acceleratore che costituiscono una parte del contributo “in kind” dell’INFN al progetto ESS. La produzione delle cavità proseguirà nel 2017 e nel 2018. Sono inoltre in fase avanzata discussioni e incontri per una possibile collaborazione con FERMILAB relativa alla produzione delle cavità medio beta ed eventualmente dei criomoduli per il progetto PIP II. Magneti superconduttori Progettazione, costruzione e collaudo di magneti superconduttori. Il laboratorio ha una lunga esperienza nelle applicazioni della superconduttività agli acceleratori (ha seguito la realizzazione dei primi prototipi lunghi di dipolo per LHC, e ha progettato e collaudato il prototipo di dipolo fast-cycled per il SIS-300 di FAIR), e ai rivelatori di particelle (ha avuto un ruolo chiave nella progettazione e costruzione del magnete toroidale del rivelatore ATLAS di LHC). Attualmente ha la responsabilità, nell’ambito di un accordo di collaborazione bilaterale INFN-CERN, della progettazione, costruzione (realizzata nell’ambito del laboratorio) e collaudo dei prototipi di magneti correttori superferrici che equipaggeranno le due regioni di interazione ad altà luminosità di HL-LHC. Ha partecipato e partecipa a numerosi progetti cofinanziati dalla Comunità Europea in ambito FP6, FP7 e H2020 pertinenti allo sviluppo e alle applicazioni dei magneti superconduttori, fra cui EuCARD e EuCARD2 (sviluppo delle tecnologie del Nb3Sn e HTS), HiLumi (il design study di HL-LHC), S2RS (magneti superconduttori spaziali per lo schermaggio dei raggi cosmici in missioni interplanetarie), EuroCircol (progettazione di un dipolo da 16 T adatto per il Future Circolar Collider). Fotocatodi Sviluppo e produzione di fotocatodi per sorgenti di fasci di elettroni ad altissima brillanza necessari per la produzione di radiazione X coerente. I fotocatodi prodotti al LASA rappresentano lo stato dell’arte e sono usati a DESY presso la facility FLASH, a Fermilab, a DESY-PITZ e a LBNL. Un possibile sviluppo in corso di analisi e discussione riguarda la produzione di fotocatodi per il progetto LCLS II. Acceleratori convenzionali e a plasma per finalità mediche Studi e sviluppo di linac ad alta frequenza (3 GHz) per accelerazione di protoni. Studi, simulazioni e sviluppo di fasci di protoni generati da fasci laser di alta potenza e di strumentazione innovativa per la loro rivelazione e caratterizzazione. L’attività è svolta nell’ambito di collaborazioni con laboratori CNR di Pisa. Radionuclidi Ottimizzazione della produzione di radionuclidi ad alta attività specifica mediante acceleratori di particelle per applicazioni mediche di diagnostica, di radioterapia metabolica verso una nuova frontiera della teragnostica e per applicazioni ambientali in collaborazione con il centro di produzione di radioisotopi ARRONAX a Nantes (Francia). Sono inoltre attivi studi di nanotossicologia / nanosafety in collaborazione con il Laboratorio Energia Nucleare Applicata – LENA - dell’Università degli Studi di Pavia. Attività di divulgazione scientifica sul territorio Divulgazione scientifica sul tema della radioattività ambientale con particolare attenzione alle problematiche del radon attraverso l’installazione presso le scuole di un laboratorio per misure di radioattività, in collaborazione con le attività del PLS del MIUR. Infrastrutture principali attive al LASA • Liquefattore elio, 40 litri/ora, equipaggiato con criostati verticali per test magneti e cavità. • Camera bianca di classe 10/100, con sistema di lavaggio con acqua ultrapura ad alta

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pressione (100 bar). • Laboratorio con macchine per prova di trazione e tenacia, da temperatura ambiente a

temperature criogeniche (2 K). • Laboratorio alto campo magnetico. Solenoidi superconduttori: 8 T (bore a temperatura

ambiente, diam. 550 mm), 15 T (cold bore, diam. 100 mm), 13 T (cold bore, diam. 50 mm). • Sistema di caratterizzazione di cavi superconduttori con correnti fino a 2.5 kA. • Laboratorio per radiofrequenza con sorgenti di potenza a 700 MHz, 1.3 GHz e 3.9 GHz. • Laboratorio per deposizione e caratterizzazione fotocatodi. • Laboratorio di RF a temperatura ambiente con sorgente di potenza CW a 2998 MHz. • Laboratorio di diagnostica. • Laboratorio di Radiochimica, di tipo B (IAEA/62), e tipo II(UNICEN 7815), attrezzato per la

manipolazione di sorgenti radioattive anche nella forma “non sigillata” a breve e media emivita.

• Laboratorio di Misure Fisiche Nucleari, per misure di campioni ambientali e radioattivati. • Laboratorio Radon. • Laboratorio di microscopia ottica. • Laboratorio didattico del percorso di Fisica Sanitaria per la Laurea Magistrale in Fisica.



Tecnici 10



Amministrativi 1

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti 3

Borsisti 3

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 3


6


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d. Fonti di finanziamento • UE • MIUR • Le principali fonti di finanziamento sono il progetto ESS MIUR e il progetto XFEL.

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Spese generali

oltre al contributo UNIMI

350 k€

Missioni 190 k€ 116k€

Consumo 470 k€ 309k€

Investimenti 665 k€ 2800k€

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Progetti UE 127 k€

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descrizione Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA) Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Con l’istituzione del TIFPA nel Dicembre 2012, (Trento Institute for Fundamental Physics and Applications) l’INFN intende consolidare le attività di ricerca istituzionali nel settore delle interazioni fondamentali, che contribuiscono in modo importante alla rilevanza quantitativa e qualitativa della ricerca in Fisica in area trentina, e soprattutto potenziare prioritariamente le ricerche in nuovi settori che risultano strategici dal punto di vista tecnico scientifico e presentino potenzialità di tipo applicativo/industriale. È per questo motivo che oltre al partner istituzionale Università di Trento (UNI-TN), il TIFPA coinvolge in modo strutturato e regolato da convenzione la Fondazione Bruno Kessler (FBK) e l’ Azienda Provinciale per i Servizi Sanitari (APSS). Le attività di ricerca ritenute strategiche per TIFPA saranno a pieno regime nel corso del triennio 2015-2017 con interventi mirati sul piano finanziario ed organizzativo, in sintonia con quanto prefigurato nel piano strategico di sviluppo di UNI-TN Dipartimento di Fisica. Le azioni sinergiche da intraprendere sono: a-1 consolidamento delle attività di ricerca istituzionale nei settori della fisica sperimentale e teorica di area INFN

• Fisica particellare e astro particellare (esperimenti a LHC, raggi cosmici, gravitazione sperimentale, fisica fondamentale)

• fisica sperimentale nucleare (positroni e antiprotoni, reazioni nucleari di bassa energia)

• fisica teorica nucleare e delle particelle elementari (inclusa la collaborazione con ECT*)

• ricerche interdisciplinari (rivelatori di radiazione, Fisica Medica ) a-2 sviluppo di piattaforme tecnologiche che valorizzino in termini applicativi il know-how presente in area trentina. b. Contenuto Tecnico Scientifico

b-1 Ricerca istituzionale

Con l’apporto dei circa ottanta fra associati e incaricati di ricerca, che in passato costituivano il

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gruppo collegato di Trento presso la Sezione INFN di Padova, la ricerca istituzionale del TIFPA si svilupperà secondo le linee strategiche individuate dalle cinque Commissioni Scientifiche Nazionali (CSN). L’entità dei finanziamenti ottenuti a seguito delle procedure selettive previste dalle CSN, si aggirano in media sui 500 k€ annui, gestiti amministrativamente dal TIFPA e dedicati, quasi in toto , alla ricerca svolta da personale accademico del Dipartimento di Fisica, e in misura molto minore di altri Dipartimenti.

b-2 Piattaforme tecnologiche Nella fase di avvio delle attività del TIFPA, sono state individuate, prioritariamente, alcune piattaforme tecnologiche a cui garantire in tempi rapidi una adeguata massa critica di risorse finanziarie e professionali:

b-2.1 Tecnologie per lo spazio:

• Sviluppi e applicazioni di microsistemi al silicio basati su sensoristica e microelettronica da utilizzarsi in esperimenti di fisica delle particelle nello spazio in sinergia con le attività di ricerca a terra. • Nuovi ed innovativi strumenti per la ricerca nello spazio. • Analisi di grandi quantità di dati scientifici e tecniche di supercalcolo, in particolare per il settore spaziale.

Il Laboratorio Virtuale dello Spazio ha ottenuto dei risultati importantissimi nel suo primo anno di attività, con la partecipazione a due successi internazionali: il lancio di LISA-Pathfinder, e la partecipazione con VIRGO alla scoperta delle onde gravitazionali. È atteso un forte impulso al settore delle tecnologie spaziali, sia dal punto di vista dello sviluppo di sensori e strumentazione elettronica per lo spazio sia dal punto di vista della gestione e analisi dei dati di provenienza spaziale. Il Laboratorio Congiunto permetterà di sfruttare e sostenere questa unicità di competenze scientifiche nello spirito del progetto presentato nel 2010 da ASI-UNI-TN-PAT* ma che poi non ha trovato seguito. Nell’ambito dell’accordo attuativo con l’Università è stato assunto un RTDA (pagato al 50% da INFN) su queste attività. * PAT, Provincia Autonoma di Trento b.2.2 Fisica medica:

• Sviluppo di nuove tecniche e strumenti di misura per l’adroterapia. • Studio e modellizzazione di procedure e piani di trattamento. • Studi di radiobiologia orientati all’adroterapia e alla radioprotezione nello

spazio. Nel suo primo anno di attività, il Laboratorio Virtuale di Fisica Medica ha realizzato la sala sperimentale presso il centro di protonterapia. Si devono ora attivare collaborazioni con altri Centri e Sezioni INFN in modo da contribuire sinergicamente ai programmi scientifici già approvati dalla CSN5 su questi temi (per es. RDH) e ai progetti premiali in esecuzione, quali IRPT e LARAMED. L’obiettivo è quello di costituire in Italia una forte e coesa comunità scientifica operante nel settore, in modo da poter competere adeguatamente nell’ambito del futuro programma quadro europeo Horizon 2020 . A tale scopo l’INFN intende contribuire alla valorizzazione delle opportunità fornite dal fascio estratto del Ciclotrone per la protonterapia, di proprietà del Partner APSS, mettendo a disposizione strumentazione e competenze. Il laboratorio dovrà infatti crescere ed arricchirsi della strumentazione più avanzata per svolgere al meglio studi sperimentali del danno da radiazione. Lo sviluppo di un gruppo di ricerca in questo settore è stato avviato dal nuovo direttore, trasferito dal GSI (Darmstadt, Germania) dove dirigeva il Dipartimento di Biofisica, e con l’assunzione di un RTDA cofinanziato dall’Università di Trento, di un assegnista di ricerca proveniente dal GSI e

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con l’arrivo di diversi studenti anche dalla Germania. TIFPA proporrà la infrastruttura in protonterapia come strategica per il Trentino in modo da farla rientrare nei finanziamenti POR. b-2.3 Rivelatori di radiazione e microelettronica La tradizionale collaborazione tra INFN e FBK, rafforzata dalla presenza del TIFPA, prevede varie collaborazioni nel settore della sensoristica, microelettronica e microsistemi. Oltre all’attività di ricerca istituzionale di cui al punto 1, verranno proposti nuovi progetti per concorrere a bandi nazionali o internazionali. Di particolare rilievo è la partecipazione allo sviluppo dei nuovi sensori per i futuri rivelatori a luce Cerenkov, del progetto internazionale CTA, a cui INFN-TIFPA partecipa con un progetto premiale assieme ad FBK. Si intende inoltre partecipare, in collaborazione con la Russia, al progetto spaziale Gamma-400 che prevede la realizzazione di una grande quantità di rivelatori a microstrip al silicio per la costruzione di un satellite dedicato all’astronomia gamma. c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Amministrativi 0 1 1

Tecnici 1 1 1

Tecnologi/ricercatori 1 2 3



Tecnici 1 0.5 0


c. Altro Personale

Altri Incarichi di Ricerca 18 18 18

Assegnisti 3 3 3

Borsisti 2 2 2

Co.Co.Co 0 0 0

Comandi in Entrata 1 1 1

Dottorandi 9 9 9


18 18 18

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d. Fonti di finanziamento INFN, FBK, UNI-TN

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Bilancio TIFPA

Consumi, missioni 63 k€ 63 k€ 63 k€

Bilancio TIFPA inventario

171 k€ 171 k€ 171 k€

Investimento linea di ricerca protonterapia

50 k€ 200 k€ 50 k€

Dotazioni di base 673 k€ 673 k€ 673 k€

Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” ESA Consumi 20 k€ 20 k€ 20 k€

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Descrizione GSSI, centro nazionale di studi avanzati e scuola di dottorato internazionale


Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Il Gran Sasso Science Institute (GSSI) è un centro di ricerca – e scuola di dottorato internazionale – istituito in via sperimentale per un triennio. Si tratta di uno dei progetti di rafforzamento dell’alta formazione e della ricerca scientifica italiana più innovativi e avanzati realizzati negli ultimi decenni. La sua presenza all’Aquila è stata resa possibile – sullo sfondo del tragico terremoto del 2009 – dall’impulso dell’OCSE, dall’impegno dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), e dalla volontà della Regione Abruzzo e del Governo nazionale. Il GSSI è stato istituito tramite Legge delle Stato (art. 31bis Legge n. 35/2012) e il soggetto attivatore è l’INFN, che lo ha inquadrato nella sua struttura come Centro Nazionale di Studi Avanzati. La nascita del GSSI a L’Aquila è legata alla presenza di competenze e strutture di ricerca e formazione altamente specializzate come i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN e l’Università dell’Aquila. Operando in sinergia con queste istituzioni – e attivando collaborazioni con istituti di ricerca e alta formazione nazionali e internazionali – il GSSI vuole favorire l’attrazione di risorse di eccellenza nel campo della ricerca e della imprenditorialità innovativa. Esso deve quindi essere interpretato come strumento di innovazione e sviluppo economico. L’attività - nei settori della Fisica, Matematica, Informatica e Scienze Sociali - è iniziata nell’ottobre del 2013 con diversi progetti di ricerca e con l’attivazione di 4 corsi di dottorato, in collaborazione con la Sissa di Trieste, l’IMT di Lucca e il Sant’Anna di Pisa: Astroparticle Physics, Matematics, Computer Science, Urban Studies. Nel primo triennio sono pervenute circa duemila domande da tutto il mondo, dalle quali sono stati selezionati 120 allievi, di cui circa il 50% provenienti dall’estero. L’attività scientifica e didattica è animata da oltre 50 tra docenti e ricercatori junior e senior. Alla fine del 2015 l’ANVUR ha valutato positivamente i risultati conseguiti nel triennio sperimentale. Il 25 Marzo 2016 il Governo ha presentato un decreto legge per la stabilizzazione e il riconoscimento del GSSI come Scuola di dottorato internazionale.

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b. Contenuto Tecnico Scientifico FISICA Presso il GSSI le attività di ricerca e di formazione in Fisica sono incentrate sulla fisica astroparticellare, un settore scientifico interdisciplinare e relativamente giovane, sviluppatosi dalla convergenza di ricerche in fisica delle particelle, fisica nucleare, astrofisica e cosmologia. Le questioni investigate delimitano le frontiere della Fisica moderna: l'origine e l'evoluzione dell’universo, la natura della materia oscura e dell'energia oscura, le indagini sui neutrini e sui costituenti ultimi della materia, la ricerca delle onde gravitazionali, l'investigazione e la spiegazione dei raggi cosmici e dei processi di emissione di radiazione in sistemi astrofisici. L'obiettivo principale del PhD in fisica delle astroparticelle è quello di fornire i punti di ingresso, le più aggiornate prospettive culturali e gli strumenti scientifici necessari per partecipare con successo alle ricerche in questo settore. Il programma di PhD presso il GSSI dedica particolare attenzione agli aspetti sperimentali e a quelli fenomenologici. Lo studente di dottorato in fisica delle astroparticelle ha l'occasione unica di collaborare alle attività scientifiche dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) come quelle che si svolgono nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), il più grande laboratorio del mondo dedicato alla fisica astroparticellare, o presso gli osservatori di onde gravitazionali della collaborazione LIGO-Virgo. MATEMATICA L’attività di ricerca e di formazione in Matematica del GSSI è connessa alla matematica nelle scienze naturali, sociali e della vita. Oltre al tradizionale ambito di applicazione nelle scienze fisiche e nell’ingegneria, i metodi matematici sono divenuti oggi strumento fondamentale per le ricerche più avanzate in molti settori delle scienze sociali e delle scienze della vita. La complessità dei nuovi ambiti applicativi richiede il continuo sviluppo di nuove metodologie, che necessariamente devono stimolare ricerche di grande originalità, in cui il tradizionale confine tra matematica pura e matematiche applicate appare oggi non più proponibile. Gli studenti e i ricercatori in matematica del GSSI sono aperti al dialogo con le altre comunità scientifiche, perché proprio l’integrazione interdisciplinare delle competenze appare l’approccio con maggiore probabilità di successo. Il corso di dottorato guida gli allievi a confrontarsi non solo con gli aspetti più classici di questa disciplina quali la Matematica Pura, le Equazioni alle Derivate Parziali e la Fisica Matematica, ma anche con problematiche del tutto nuove, che richiedono lo sviluppo di strumenti più idonei a trattare la complessità, quali l’analisi stocastica e la matematica computazionale. INFORMATICA La ricerca e gli studi del programma di dottorato in Computer Science del GSSI si confrontano con i problemi connessi a modelli, algoritmi, linguaggi e metodologie software necessari per le sfide presenti e future del mondo digitale. La natura sempre più pervasiva delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione rende attuali scenari in cui la realtà è composta in modo integrato e continuo da una dimensione fisica e da una virtuale. Le visioni di "Internet of things", dei "cyberphysical systems", dei "systems of systems" sono tutte declinazioni dello stesso paradigma fisico-virtuale in differenti domini applicativi. Gli studenti ed i ricercatori del GSSI affrontano le sfide poste dalla progettazione, gestione ed utilizzo di sistemi informatici che devono agire su entità fisiche ed interagire con entità virtuali per svolgere in modo efficiente, flessibile ed affidabile i compiti per i quali sono stati progettati. SCIENZE SOCIALI Il dottorato e l’attività di ricerca attivata nell’ambito dell’area Scienza Sociale del GSSI ha come oggetto di indagine l’innovazione e il cambiamento nei sistemi territoriali, e in particolare nelle città. Ricercatori e studiosi con una formazione in economia, antropologia, scienze politiche, pianificazione, architettura, sociologia, demografia troveranno nel GSSI un contesto relazionale per svolgere attività di ricerca trans-disciplinare con l’obiettivo di migliorare la conoscenza dei fattori che determinano le traiettorie di sviluppo di lungo periodo dei sistemi territoriali.

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L’attività di ricerca e di insegnamento nell'Area Scienza Sociale del GSSI è “orientata alle politiche”, con un forte interesse per la ricerca empirica, quantitativa e qualitativa. Il primo punto focale dell’attività è sulla conoscenza e sugli strumenti analitici necessari per condurre un’attività di previsione esplorativa delle traiettorie di sviluppo dei sistemi territoriali, e dei sistemi urbani in particolare. Il secondo punto focale è sulla valutazione delle traiettorie di sviluppo attese e sulla progettazione e attuazione di politiche di regolamentazione. c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici




Tecnici 1 1 1


c. Altro Personale

Altri Incarichi di Ricerca 6 6 6

Assegnisti 2 16 28

Borsisti

Co.Co.Co 10 10 10

Comandi in Entrata

Dottorandi 36 80 120


4 4 4

d. Fonti di finanziamento MIUR MEF Regione Abruzzo

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e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni) Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” MIUR

(MEF+Regione Abruzzo)

12 M€ 12 M€ 12 M€

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descrizione Progetto International Fusion Material Irradiation Facility (IFMIF) Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Scopo del progetto IFMIF è la realizzazione di un impianto di test per simulare il danneggiamento da radiazioni sui materiali costitutivi dei futuri reattori a fusione nucleare. IFMIF è uno dei tre progetti chiave che rientrano nelle cosiddette attività di più "Ampia Strategia" (Broader Approach), in base ad un accordo firmato a Tokyo il 5 febbraio 2007 ; il progetto è iniziato ufficialmente nel mese di giugno 2007. Mira a costruire un impianto destinato alla produzione di una sorgente neutronica da 14 MeV molto intensa (circa 1017 neutroni s-1), al fine di testare quei materiali che sono previsti, come componenti critici, nei futuri reattori nucleari a fusione. I materiali più adatti devono, infatti, "resistere" alle radiazioni intense da neutroni da 14 MeV che si producono dalle reazioni di fusione 3H(d,n)4He (DT), che quindi devono essere testati. b. Contenuto Tecnico Scientifico Tra gli obiettivi del progetto IFMIF-EVEDA rientrano la progettazione dettagliata dell'intera struttura accelerante IFMIF, così come la costruzione e test di una serie di prototipi, tra cui l'acceleratore ad alta intensità CW per deuteroni da 9 MeV. In tale contesto l'INFN ha la responsabilità della progettazione, costruzione e messa in esercizio dell'acceleratore lineare, ad alta intensità, di tipo RFQ (Radio Frequency Quadrupole) per il quale sono principalmente coinvolti i laboratori LNL e le sezioni INFN di Padova, Torino e Bologna. L'RFQ è stato appena installato presso Rokkasho (Giappone) e costituirà l'elemento principale della struttura accelerante del prototipo di IFMIF. Gli altri elementi costitutivi del sistema quali la sorgente di ioni (di tipo ECR), un modulo criogenico del Linac superconduttore, il sistema a radiofrequenza (RF), le linee di trasporto ed il sistema di arresto del fascio (bersaglio), saranno forniti dagli altri due principali partner europei coinvolti nel progetto, CEA (Francia) e CIEMAT (Spagna). La realizzazione delle apparecchiature è in fase di completamento e sono iniziate le installazioni in Giappone e le necessarie attività di integrazione con gli impianti predisposti dai giapponesi e dagli altri partner europei.

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Tecnici 3



Amministrativi

Tecnici 5


c. Altro Personale


Assegnisti 2

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi 1


3

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento Il progetto è finanziato con assegnazioni speciali del MIUR e rappresenta il contributo “in kind” dell’Italia alla realizzazione della facility internazionale. Poiché la realizzazione è in fase di completamento, i maggiori impegni finanziari riguardano le installazioni in Giappone e le necessarie attività di integrazione con gli impianti predisposti dai giapponesi e dagli altri partners europei. e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” FOE, assegnazioni

speciali per IFMIF 2000 k€

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7.1.1 Collaborazioni enti

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione Collaborazioni con altri Enti nazionali Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio:

Data Fine:

a. Finalità e Obiettivi Finalità: 1. Consentire lo svolgimento, da parte dell’Istituto e/o di altri Enti, di attività di R&D altrimenti

non eseguibili o eseguibili con maggiore dispendio di tempo e/o risorse 2. Consentire l’applicazione delle conoscenze e delle competenze acquisite in settori

interdisciplinari e di interesse applicativo, diversi da quelli istituzionali 3. Promuovere le attività svolte da altre Istituzioni nei settori istituzionali di attività

Obiettivi: 1. disporre di competenze e mezzi strumentali specifici necessari o opportuni per lo

svolgimento di attività istituzionali in settori caratterizzati da marcata interdisciplinarietà 2. consentire lo svolgimento di attività di R&D rendendo disponibili le proprie competenze e

mezzi strumentali in settori caratterizzati da marcata interdisciplinarietà 3. rendere disponibili in settori non istituzionali le infrastrutture realizzate per lo svolgimento o a

supporto delle proprie attività di ricerca (HPC, GRID) anche al fine di sostenere la partecipazione italiana alla realizzazione delle infrastrutture europee di ricerca

4. valorizzare le competenze acquisite in settori interdisciplinari e di interesse applicativo contribuendo altresì allo sviluppo di altri ambiti della scienza, nonchè alla crescita del Paese, tramite l’applicazione in ambiti applicativi delle conoscenze e delle tecnologie proprie della Fisica delle Particelle (Fisica medica, Beni Culturali, Energia, ecc.)

b. Contenuto Tecnico Scientifico Il contenuto di queste collaborazioni si articola diversamente in base al carattere (Quadro o specifico) della collaborazione, alle caratteristiche dell’Ente con cui si attiva la collaborazione e del settore di intervento. In linea generale gli Accordi Quadro hanno la funzione di formalizzare la volontà delle due Istituzioni a collaborare nei settori di comune interesse fornendo strumenti operativi dedicati che agevolano l’attivazione e la realizzazione di iniziative comuni, a loro volta disciplinate con Accordi specifici. In tal senso gli Accordi Quadro prevedono di regola la costituzione di un Comitato paritetico con il compito, in particolare, di procedere a un regolare scambio di informazioni sulle attività di reciproco interesse e, su tale base, valutare l’opportunità di attivare collaborazioni dedicate, nonché predeterminare la disciplina generale della collaborazione fissando regole condivise su alcuni aspetti quali, a titolo esemplificativo, il contenuto minimo di questi Accordi, la disciplina della Proprietà Intellettuale e della sua valorizzazione, la riservatezza delle informazioni scambiate tra le Parti, regole sulle pubblicazioni, sul rispetto della normativa in tema di sicurezza sui luoghi di lavoro, ecc. Gli Accordi specifici stipulati integrano la regolamentazione dettata in via generale con gli

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elementi tipici della specifica collaborazione (attività e risorse) e con quelli ulteriori, di volta in volta, eventualmente necessari. Disposizioni ulteriori possono poi essere dettate da circostanze specifiche legate al settore di intervento; ad esempio collaborazioni attivate con soggetti operanti per la ricerca e la sperimentazione in ambito medico delle conoscenze e delle metodologie sviluppate dall’INFN richiede che vengano esattamente definiti compiti e responsabilità nelle attività da svolgere. In allegato sono indicate le principali collaborazioni attivate in ambito nazionale dall’Istituto. Ilimitandosi alle principali vanno segnalate la collaborazione SPARX (CNR ed ENEA), quella sui Free Electron Laser (ENEA) attivata ai LNF e la collaborazione MaTeRiA per la realizzazione presso il Campus dell’Università della Calabria di un centro di servizi dotato dell’infrastruttura STAR (Southern Europe TBS source for Applied Research) e della relativa stazione sperimentale µTomo per l’uso di una sorgente avanzata a Raggi X generata da sorgenti laser in configurazione Thomson a retrodiffusione su fasci di elettroni, maturata grazie all'attività sviluppata ai LNF nella test-facility SPARCLAB. Alle collaborazioni suddette nel settore degli acceleratori di particelle vanno aggiunte quelle con l’Agenzia Spaziale Italiana, già indicate, per esperimenti di respiro internazionale, quelle nel settore dei Beni Culturali come il LABEC di Firenze, e la partecipazione al Consorzio COIRICH e quella nel settore dell’HPC con il CINECA, che ha portato ad un Accordo per la realizzazione di una infrastruttura di calcolo comune con condivisione dei costi. L’Istituto inoltre rivolge una particolare attenzione alla formazione scientifica e alla diffusione della cultura nei settori istituzionali e, in tale ambito, sostiene, anche finanziariamente, le attività svolte dalla Società Italiana di Fisica, dalla Società Italiana di Relatività Generale e di Fisica della Gravitazione e dalla Fondazione Ettore Majorana. Numerose poi sono le collaborazioni in ambito medico dove, in aggiunta a quelle altrove menzionate, va ricordata la collaborazione con l’Istituto Oncologico Veneto. Numerose sono poi le collaborazioni di rilievo attivate con industrie. c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo) Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di una unità di personale per gli aspetti amministrativi. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività delle singole strutture. d. Fonti di finanziamento FOE

e. Costo complessivo del progetto Finanziamenti a carico FOE Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” SOSTEGNO ENTI

ATTIVITÀ FISICA DI BASE

280 k€

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ALLEGATO: COLLABORAZIONI NAZIONALI ENTI ENTE TIPOLOGIA ACCORDO CNR Accordo Quadro ENEA Accordo Quadro INGV Accordo Quadro ASI Accordo Quadro CINECA Accordo Quadro INAF Accordo Quadro INRIM Accordo Quadro CNISM Accordo Quadro Sincrotrone Trieste Accordo Quadro Sincrotrone Trieste Accordo Quadro ESFRI Centro Fermi Accordo Quadro Fondazione Ettore Majorana Accordo Quadro promozione cultura scientifica Società Italiana Fisica (SIF) Accordo Quadro promozione cultura scientifica Fondazione Giuseppe Occhialini Accordo Quadro promozione cultura scientifica SIGRAV Accordo Quadro promozione cultura scientifica CIRA Accordo Quadro SISSA Accordo Quadro Arpa Puglia Accordo Quadro Regione Veneto Accordo Quadro CINECA Accordo Attuativo per attività di ricerca Fondazione IMAGO 7 Accordo Quadro ASI Accordo Attuativo - ASDC ASI Accordo Attuativo - AMS ASI Accordo Attuativo - LAT ASI Accordo Attuativo – LIMADOU INAF Accordo Attuativo area torinese INGV Accordo Attuativo monitoraggio sismico LNS Fondazione Bruno Kessler Accordo MEMS 3 Fondazione Bruno Kessler Accordo Attuativo Limadou Fondazione Bruno Kessler Accordo Attuativo TIFPA MIUR Accordo Quadro mobilità personale MIUR Accordo attuativo mobilità personale H 2020 MAE Convenzione operativa MAE Protocollo d’intesa CNAO Accordo Quadro CNAO Accordo Attuativo n. 1 per realizzazione linea

sperimentale di ricerca CNAO Accordo Attuativo n. 2 per il coordinamento attività di

ricerca Istituto Oncologico Veneto Accordo Quadro settore medico CNR-IBAM Convenzione operativa beni archeologici IBFM-CNR Accordo attuativo settore medico CNR Accordo creazione Industrial Liaison Office ILO EGO Collaboration Convention Ligo Virgo EGO Collaboration Convention Virgo Activities EGO Collaboration Convention Virgo Mirrors EGO Collaboration Convention Sat John Hopkins University Cooperation Agreement SOGIN Accordo Attuativo controllo smaltimento materiale

radioattivo Regione Toscana Protocollo d’intesa partecipazione H 2020 Best Medical International, Inc Accordo Quadro ricerca radiofarmaci Università Salerno – ENEA – CRDC Accordo Progetto Nafassy Università Firenze – CNR – INAF Accordo Colle di Galileo Istituto Zooprofilattivo Sperimentale delle Accordo di Collaborazione per Tecnologie nucleari

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Venezie applicate ambiente e salute pubbliche CNR – Alleanza contro il cancro – Fondazione San Raffaele

JRU RI-BIG

CNR – UniRoma – UniTor Vergata – UniMI – UniMIB – Consortium GARR – CINECA – UniBO

JRU Elixir – ITA

CNR-Elettra Sincrotrone Partecipazione Italiana ESS CNR-OPD-INSTM Convenzione IPERION CH CAEN SpA Accordo Quadro ITEL Telecomunicazioni srl Accordo Quadro Else Nuclear srl Accordo Quadro LFoundry srl Accordo Quadro SOGIN SpA Accordo Quadro

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7.1.2

Collaborazioni Internazionali

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione Collaborazioni Internazionali Specificare l’Area di Intervento:

Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi Promuovere e coordinare nel contesto internazionale le ricerche di proprio interesse. b. Contenuto Tecnico Scientifico Merita certamente il massimo rilievo l’attività condotta dall’Istituto presso il CERN di Ginevra. L’Istituto è anche molto impegnato nelle attività sperimentali che si svolgono presso altri grandi Laboratori all’estero quali, per citarne alcuni: FERMILAB, SLAC, BNL, e TJNAF (Stati Uniti); NRC-Kurchatov Institute, PNPI, BINP e JINR (Federazione Russa); CAS e IHEP (Cina); RIKEN e KEK (Giappone); BARC (India), DESY, X-FEL e GSI (Germania); ESRF, IN2P3 e CEA (Francia). I 4 laboratori nazionali LNL, LNGS, LNF, LNS rappresentano un’ossatura fondamentale per tutte le iniziative dell’INFN ed in particolare ospitano infrastrutture messe a disposizione della comunità internazionale. L’INFN ha sottoscritto 90 accordi di cooperazione scientifica con Istituti di ricerca situati in 31 Paesi. Preme sottolineare gli accordi recentemente firmati con Istituzioni scientifiche dell’area medio-orientale e nordafricana quali ICHEP (Israele), SESAME (Giordania), ASRT (Egitto), LEPL (Georgia) e con diverse Università e Istituti iraniani. Al fine di un sempre maggiore coordinamento delle attività di ricerca scientifica, la Giunta Esecutiva dell’Istituto partecipa annualmente ad incontri bilaterali con i rappresentanti delle principali istituzioni di ricerca straniere dei seguenti Paesi: Cina (IHEP), Francia (CNRS/IN2P3), Regno Unito (STFC), Russia (JINR, Kurchatov) e Stati Uniti (DOE, NSF). L’INFN inoltre: • Partecipa a programmi europei nei settori del calcolo scientifico e della fisica nucleare; • Insieme a numerose istituzioni di ricerca dei maggiori paesi europei è fondatore di ApPEC

(Astroparticle Physics European Coordination); • È socio fondatore del Consorzio italo-francese “European Gravitational Observatory” (EGO)

(Cascina-Pisa); • È socio di Science Europe a Bruxelles; • Ha propri rappresentanti nel comitato di esperti NuPECC (Nuclear Physics European

Collaboration Committee), in ICFA (International Committee Future Accelerators) e in ECFA (European Committee for Future Accelerators);

• È socio della European Association for the Promotion of Science and Technology (EURO-SCIENCE) di Strasburgo;

• È azionista, insieme al CNR, dell’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble;

• È socio della European Physical Society (EPS); • È socio dell’International Center for Theoretical Physics (ICTP) di Trieste. L’Istituto, consapevole del suo ruolo nel contesto internazionale, ha da sempre promosso e

101

favorito ogni iniziativa intesa a intensificare i rapporti scientifici con le istituzioni e i ricercatori stranieri, sia attraverso appositi programmi di ospitalità̀ di stranieri in Italia, sia attraverso lo scambio di ricercatori sulla base di convenzioni e accordi specifici. Lo scambio di ricercatori è finanziato sugli appositi capitoli denominati “Spese soggiorno ospiti ricercatori” del Bilancio dell’Istituto. Il Direttore può̀ ospitare presso la propria sezione/laboratorio ricercatori ospiti stranieri fino ad un massimo di 12 mesi sulla base di un programma di ricerca definito. Sono attivi diversi programmi per l’assegnazione di borse per scambio di ricercatori, formalizzati in apposite convenzioni bilaterali con istituzioni straniere e Organizzazioni Internazionali: • Borse di studio a favore di giovani ricercatori presso il CERN (Senior/Junior Fellowship

Programme); • Borse di studio a favore di giovani ricercatori presso IHEP-CAS (Cina), Post-Doctoral

Fellowship Programme; • Borse di studio a favore di giovani italiani e statunitensi (Summer Exchange Programme

INFN/DOE/NSF).

c. Personale Impiegato Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di tre unità di personale per gli aspetti amministrativi che operano presso il Servizio Relazioni Internazionali. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività istituzionale delle singole strutture.

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7.2

Rapporti e Convenzioni con le Università

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 X Altra Area di Intervento descrizione Collaborazioni ed integrazione con il sistema Universitario



a. Finalità e Obiettivi Finalità: Strutturare in maniera stabile l’integrazione dell’Istituto con il sistema universitario nazionale fonte di ricchezza e vivacità culturale e di un continuo apporto di giovani, nell’ambito di un rapporto fortemente sinergico che prevede la messa in comune di risorse umane e strumentali, con notevole risparmio di sistema. Ciò si realizza tramite la presenza diretta nei Dipartimenti di Fisica in trentuno Università (20 Sezioni, 10 Gruppi Collegati due Centri Nazionali e una Scuola Internazionale di Dottorato e Centro di Ricerca e Formazione Superiore) e forme di collaborazione quadro stabili con nove Università. Obiettivi: • Sostenere, finanziariamente e con contributi in kind, le attività svolte dalle Università nei

settori di attività istituzionale • Assicurare la partecipazione e il coordinamento della comunità scientifica nazionale in attività

sperimentali, non eseguibili da parte delle singole Università, in particolare nelle grandi collaborazioni internazionali

• Assicurare ai ricercatori e agli studenti la possibilità di partecipare ad avanzate iniziative di ricerca delle Università, tramite la partecipazione ad attività di ricerca di alto profilo, con positivi riflessi sulla qualità della didattica universitaria

• Rendere disponibili al personale universitario le infrastrutture di ricerca dell’Istituto presenti nelle Sezioni e nei Laboratori Nazionali e reciprocamente poter utilizzare le strutture scientifiche universitarie.

b. Contenuto Tecnico Scientifico La disciplina dei rapporti con le Università è regolata, come da Statuto, con apposite Convenzioni Quadro che regolano l’utilizzo di spazi, personale e attrezzature per le attività di comune interesse; vanno evidenziati i profili relativi a: - L’associazione alle attività dell’Istituto del personale docente e ricercatore universitario e degli

studenti - Il sostegno finanziario alle attività universitarie mediante finanziamenti e contributi per spese

di funzionamento e servizi, biblioteche, borse di dottorato e assegni di ricerca - Il sostegno alle attività didattiche dei Corsi di Laurea, dottorato e Master - Lo scambio continuo di informazioni sulle attività di reciproco interesse - La reciproca messa a disposizione di infrastrutture e laboratori presenti nelle Sezioni ospitate

nei Dipartimenti universitari e nei Laboratori Nazionali dell’ Istituto. Alle Convenzioni Quadro suddette si aggiungono diversi Accordi specifici che disciplinano singole iniziative e che possono riguardare laboratori o Strutture di ricerca congiunti, l’assunzione di ricercatori a tempo determinato, l’attivazione di corsi di dottorato o master congiunti, forme di mobilità del rispettivo personale e altre specifiche iniziative. Le collaborazioni attivate con le Università degli Studi sono elencate nel prospetto allegato.

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c. Personale Impiegato

Questa attività è supportata centralmente dall’equivalente di due unità di personale per gli aspetti amministrativi. Il raggiungimento degli obiettivi è parte integrante dell’attività istituzionale delle singole strutture.


FOE, MAE, SPES, ITALRAD, MU2E, POR, FBK, IHEP


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” DOTTORATO

RICERCA 3100k€

ASSEGNI DI RICERCA COFINANZIATI

750 k€

ASSUNZIONI RICERCATORI UNIVERSITÀ

625k€

BIBLIOTECA 600 k€

SERVIZI ED UTENZE 1500 k€


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” DOTTORATO DI

RICERCA 200 k€

ASSEGNI DI RICERCA COFINANZIATI

50 k€

MIUR DOTTORATO GSSI (INFN ente attuatore)

12000 k€

Le spese sono state indicate per una sola annualità in quanto vengono definite annualmente dall’INFN.

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COLLABORAZIONI NAZIONALI UNIVERSITÀ UNIVERSITÀ TIPO ACCORDO BARI Sezione BOLOGNA Sezione BOLOGNA CNAF CAGLIARI Sezione CATANIA Sezione CATANIA LNS FERRARA Sezione FIRENZE Sezione GENOVA Sezione L’AQUILA LNGS MILANO Sezione MILANO BICOCCA Sezione NAPOLI Sezione PADOVA Sezione PADOVA LNL PAVIA Sezione PERUGIA Sezione PISA Sezione ROMA “LA SAPIENZA” Accordo Quadro ROMA “LA SAPIENZA” Dip. Fisica

Sezione

ROMA “TOR VERGATA” Sezione ROMA TRE Sezione TIFPA Sezione SALENTO Sezione TRIESTE Sezione L’AQUILA GSSI ALESSANDRIA Gruppo Collegato Torino BRESCIA Gruppo Collegato Pavia ISTITUTO SUPERIORE SANITÀ Gruppo Collegato Roma L’AQUILA Gruppo Collegato LNGS MESSINA Gruppo Collegato Catania PARMA Gruppo Collegato Milano Bicocca SALERNO Gruppo Collegato Napoli SIENA Gruppo Collegato Pisa UDINE Gruppo Collegato Trieste POLITECNICO BARI Collaborazione Quadro POLITECNICO MILANO Collaborazione Quadro POLITECNICO TORINO Collaborazione Quadro UNIVERSITÀ CAMERINO Collaborazione Quadro UNIVERSITÀ BERGAMO Collaborazione Quadro UNIV. NAPOLI PARTHENOPE Collaborazione Quadro UNIV. SAPIENZA DIP. SCIENZE DI BASE E APPLICATE PER L’INGEGNERIA

Convenzione Attuativa

UNIVERSITÀ SASSARI Collaborazione Quadro UNIVERSITÀ GUGLIELMO MARCONI

Collaborazione Quadro

UNIVERSITÀ ENNA KORE Collaborazione Quadro UNIV. TRENTO – FBK – ATReP

Collaborazione TIFPA

UNIV. TRENTO Accordo Attuativo TIFPA SECONDA UNIVERSITÀ Separatore ERNA

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NAPOLI FIRENZE Centro Galileo Galilei FERRARA Laboratorio LARIX FERRARA Sede IUSS NAPOLI FEDERICO II – BARI Accordo RECAS BOLOGNA Farm per il calcolo BARI Locali Villetta Rossa PADOVA LARIM PAVIA Palazzina PAVIA LENA PAVIA Sala Sperimentale PERUGIA Laboratorio SERMS UNIVERSITÀ DELLA CALABRIA RECAS UNIVERSITÀ CATANIA Locali MILANO BICOCCA Laboratorio Criogenia BARI Finanziamento Ricercatore PAVIA Finanziamento Ricercatore NAPOLI PARTHENOPE Finanziamento Ricercatore BOLOGNA Finanziamento Ricercatore GENOVA Finanziamento Ricercatore PERUGIA Finanziamento Ricercatore FIRENZE Finanziamento Ricercatore ROMA SAPIENZA Finanziamento Ricercatore MILANO BICOCCA Finanziamento Ricercatore PADOVA Finanziamento Ricercatore ROMA TRE Finanziamento Ricercatore NAPOLI FEDERICO II Finanziamento Ricercatore BARI Dottorato ex D.M. 45/2013 BOLOGNA Dottorato ex D.M. 45/2013 FERRARA Dottorato ex D.M. 45/2013 MILANO BICOCCA Dottorato ex D.M. 45/2013 PADOVA Dottorato ex D.M. 45/2013 ROMA SAPIENZA Dottorato ex D.M. 45/2013 ROMA TORVERGATA Dottorato ex D.M. 45/2013 ROMA TRE Dottorato ex D.M. 45/2013 POLITECNICO TORINO Dottorato ex D.M. 45/2013 TRENTO Dottorato ex D.M. 45/2013 TRIESTE Dottorato ex D.M. 45/2013 PADOVA Mobilità ex L. n. 240/10 ROMA SAPIENZA Mobilità ex L. n. 240/10 UDINE Mobilità ex L. n. 240/10

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7.3.1 Collaborazioni Internazionali

Indicare se Dipartimento Area di Intervento x HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione Consorzio EuroFEL per studio sorgenti FEL Specificare l’Area di Intervento Excellent science. Better society

Data Inizio: 2006 Data Fine: 2020 a. Finalità e Obiettivi Il Progetto, incluso nella Roadmap ESFRI dal 2006, denominato inizialmente IRUVX-FEL (Infrared to Ultraviolet and soft-X-ray FELs) è stato poi denominato EuroFEL, con partecipazione, oltre all’Italia, di Germania, Svezia, Francia, Regno Unito, Svizzera e Polonia. Il progetto prevede la costruzione di un'infrastruttura europea distribuita di sorgenti laser a elettroni liberi (FEL) operanti nelle regioni spettrali che vanno dall'ultravioletto ai raggi X soffici. Rispetto alle sorgenti di luce di sincrotrone, le sorgenti FEL realizzate permettono di accedere allo studio di fenomeni che avvengono in tempi estremamente brevi, dell'ordine di 10-100 femtosecondi, con una concentrazione di fotoni (brillanza) superiore di oltre nove ordini di grandezza a quella disponibile presso le più moderne sorgenti di radiazione di sincrotrone di terza generazione. Diventa quindi possibile studiare il comportamento fuori equilibrio della materia sia dal punto di vista fisico che chimico e biologico, grazie anche all'utilizzo di frequenze che vanno dall'infrarosso all'ultravioletto e ai raggi X soffici. Anche la realizzazione di FEL ultra-compatti è parte del programma di ricerca EUROFEL. Lo sviluppo di acceleratori compatti in grado di produrre fasci di elettroni ad alta brillanza idonei a pilotare FEL a corta lunghezza d’onda, richiede necessariamente lo sviluppo di cavità acceleranti ad alto gradiente (~100 MV/m) quali potrebbero essere le strutture in banda X (12 GHz). Ulteriori sviluppi in questa direzione comporteranno il passaggio a nuove tecniche di accelerazione. b. Contenuto Tecnico Scientifico L’INFN ha da tempo intrapreso un considerevole sforzo di R&D nell’ambito della fisica dei fasci di elettroni ad alta brillanza e le nuove sorgenti di radiazione quali i FEL, le sorgenti Thomson/Compton e le sorgenti THz, in collaborazione con CNR, ENEA , ELETTRA-ST e le Università di Roma e Milano. Un importante programma di ricerca è stato dedicato anche allo sviluppo di nuove tecniche di accelerazione ad alto gradiente con strutture convenzionali in banda X o mediante onde di plasma. Al fine di coordinare le attività in corso presso i Laboratori Nazionali di Frascati in questi settori è stato avviato dal 2012 un laboratorio interdisciplinare, denominato SPARC_LAB (Sources for Plasma Accelerators and Radiation Compton with Lasers and Beams). Nato dall’integrazione del fotoiniettore di ultima generazione (SPARC) con un laser (FLAME) ad alta potenza (> 100 TW), ha già permesso la realizzazione di sorgenti di radiazione innovative e la sperimentazione di nuove tecniche di accelerazione di particelle mediante laser. In particolare è stato realizzato: 1) un FEL con il quale è stata osservata radiazione coerente accordabile tra 500 nm e 40 nm

in regime SASE e seeded; 2) una sorgente di radiazione THz per emissione di radiazione di transizione prodotta da un

fascio di elettroni incidente su uno schermo di alluminio; 3) sono stati accelerati elettroni fino a 100 MeV in 4 mm con un plasma in regime di auto

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iniezione eccitato dal laser FLAME. 4) una sorgente Thomson per raggi X (~50 keV). 5) osservata la radiazione FEL a due colori

Nel quadro delle attività previste dal Progetto EuroFEL, SPARC_LAB è una test facility dalle caratteristiche uniche nel panorama mondiale. In prospettiva la realizzazione di una sala attrezzata dedicata alle linee per gli utenti delle sorgenti di radiazione offrirà all’intera comunità scientifica europea l’accesso a un laboratorio di eccellenza (proposta EUSPARC in preparazione). Inoltre la dimostrazione di una sorgente di radiazione FEL pilotata da un accelerazione a plasma potrebbe essere un contributo fortemente innovativo del programma di SPARC_LAB nel quadro della collaborazione Europea EUPRAXIA. La Commissione Europea ha infatti recentemente finanziato un Design Study (Horizon 2020 Design Study “European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications“ EuPRAXIA (INFRADEV-1-2014)) con l’obiettivo di progettare la prima “user-facility” mondiale interamente basata su nuove tecniche di accelerazione a plasma operante a circa 5 GeV di energia. Alla fine della fase di progettazione (2020) verrà anche individuato un sito adatto in Europa ove realizzare tale infrastruttura con il contributo finanziario EU e la partecipazione “in-kind” dei maggiori centri di ricerca Europei e mondiali. Il completamento della fase di sperimentazione attualmente in corso a SPARC_LAB e la messa in funzione dell’infrastruttura EUSPARC entro il prossimo quinquennio permetterà di consolidare la candidatura del sito di Frascati a cogliere una simile grande opportunità. Un continuo sviluppo tecnologico è promosso dalle iniziative di SPARC_LAB, con coinvolgimento dell’industria italiana nell’ambito della tecnologia degli acceleratori, dei laser di potenza e della strumentazione diagnostica ed elettronica. In particolare un’intensa attività tecnologica di sviluppo di strutture acceleranti a banda X ad alto gradiente, utilizzando strutture metalliche con materiali e metodi di costruzione nuovi è in corso con l’obiettivo di raggiungere gradienti dell’ordine del 100 MV/m a bassissima probabilità di breakdown RF ed allo stesso tempo per ottenere la massima affidabilità possibile. Inoltre i laboratori di Trieste (INFN-TS) in collaborazione con Elettra e con Polimi sono direttamente coinvolti nello sviluppo di rivelatori per raggi X soffici con fast read-out per utilizzo con le sorgenti FEL partner di EuroFEL. I rivelatori a deriva di silicio, SDD (Silicon Drift Detectors) e i SiPm (Silicon Photomultipliers) occupano un ruolo di primo piano nella collaborazione, ma si accederà anche a tutta la vasta esperienza sui sensori di silicio costruita a INFN negli ultimi 20 anni per raggiungere soluzioni avanzate. Se i SiPm sono capaci di un’altissima risoluzione temporale, gli SDD hanno caratteristiche di buona risoluzione spaziale e sono insuperati nella risoluzione energetica per raggi X di bassa energia, caratteristica questa di fondamentale importanza per un largo spettro di applicazioni di analisi con sorgenti avanzate di raggi X che fanno parte di EuroFEL.

c. Personale Impiegato (FTE*)

Tipo di personale Anno I

Anno II

Anno III Anno “n”


Tecnici 2. 2. 2.

Tecnologi/ricercatori 13.5 13.5 13.5


Amministrativi 0.5 0.5 0.5

Tecnici 1 1 1


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c. Altro Personale


Assegnisti 3 3 3

Borsisti

Co.Co.Co 1

Comandi in Entrata

Dottorandi 2 2 2

d. Personale precedentemente citato proveniente dalle Università 3 3 3

• Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a

questa attività di ricerca.


Finanziamento MIUR FOE (2012-2015): 2012: 2700 k€ 2013: 1300 k€ 2014: 1150 k€ 2015: 1200 k€ UE – EuPRAXIA (INFRADEV-1-2014-1) INFN 197.000


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Attività R&D 3000 k€


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità Personale 50 k€

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione Infrastruttura europea ELI, studio interazione luce-materia Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: 2006 Data Fine: 2020 costruzione a. Finalità e Obiettivi L’infrastruttura europea di ricerca ELI ha l’obiettivo di esplorare tutte le opportunità offerte dall’utilizzo di laser di alta potenza (sino alle centinaia di PW) per lo studio dell'interazione laser-materia, per lo sviluppo di nuove tecniche di accelerazione e per l'applicazione dei fasci laser-driven in molteplici campi di interesse. Nel 2007 la EU ha finanziato con 6 M€ la fase preparatoria della durata di 3 anni, con il compito di portare ELI ad un livello di maturità scientifica, organizzativa, legale e finanziaria. Nell’ ottobre 2009 lo Steering Committee della fase preparatoria ha dato il mandato alla Repubblica Ceca, all’Ungheria e alla Romania di implementare congiuntamente il progetto ELI attraverso la costruzione di una infrastruttura distribuita con tre sedi coordinate e con missioni diverse: fasci di particelle secondarie (CZ), atto-secondi (HU), applicazioni di fisica nucleare (RO) – tre dei “Grand Challenges” identificati nel caso scientifico del progetto. Questi primi tre “pilastri” dovranno avere tutti un laser da ~10-20 PW, anche se con caratteristiche diverse. Il costo complessivo per la costruzione dell’intera infrastruttura è pari a circa 800 M€, finanziato dalla UE. L’INFN, attraverso le strutture di LNF, ROMA1, MILANO, LNS, FERRARA, FIRENZE e CATANIA, ha partecipato a tutte le fasi di sviluppo del progetto, dalla Preparatory Phase alla fase attuale di implementazione. b. Contenuto Tecnico Scientifico ELI-Nuclear Physics (sede Magurele, Romania) L’Istituto è capofila del Consorzio Europeo “EuroGammaS”, costituito insieme agli istituti scientifici La Sapienza (I) e CNRS (F), e alle industrie COMEB (I), AMPLITUDE (F), ALSYOM (F), SCANDINOVA (S), che nel 2014 si è aggiudicato la gara per la realizzazione della sorgente ELI-NP Gamma Beam System, in fase di costruzione in Romania a Magurele, per un importo di 66.8 milioni di Euro circa. Per la fornitura dei componenti della linea di fascio l’Istituto ha coinvolto numerosi sub-contractors italiani ed europei. L’INFN sarà responsabile del management del progetto, del coordinamento del team tecnico e della realizzazione dell’acceleratore lineare da 750 MeV, basato su una nuova tecnologia a radiofrequenza in banda C (6 GHz). La sorgente gamma richiederà lo sviluppo di sezioni acceleratrici e dei sistemi di potenza modulatori/klystron in grado di accelerare da 10 a 100 pacchetti di elettroni con una frequenza di ripetizione di 100 Hz, al fine di generare da 1.000 a 10.000 impulsi di radiazione gamma al secondo. Inoltre INFN è coinvolto nella progettazione e realizzazione della diagnostica dei fasci di elettroni e della radiazione gamma, e del sistema di radioprotezione. Nel periodo 2016-18 l’INFN sarà pertanto pienamente coinvolto nelle seguenti attività riguardanti ELI-NP: Progetto e realizzazione di Cannoni di elettroni in Banda S. L’INFN, ha progettato e realizzato un prototipo di cannone di elettrone ad elevata efficienza

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con soluzioni innovative, eliminando i rischi di deformazione del componente nel processo di realizzazione ad elevata temperature nella brasatura. Tale tecnologia è stata sviluppata con la collaborazione di industrie meccaniche nazionali. Strutture acceleranti in Banda C (5.7 GHz): Sin dal 2011 l’INFN ha avviato lo sviluppo innovativo di sezioni acceleratrici in banda C, che sono state collaudate presso i laboratori KEK in Giappone con risultati di grande rilievo, raggiungendo gradienti di accelerazione record di circa 50 MeV/m. Al fine di operare ad alta frequenza di ripetizione e in regime di multi-pacchetto l’INFN, in collaborazioni con industrie nazionali di meccanica di precisione, ha sviluppato le cavità acceleratrici con sistemi di smorzamento dei modi superiori. Tali sviluppi permetteranno da un lato di consolidare le competenze scientifiche e tecniche, con significativi progressi tecnologici, e dall’altro di trasferire know-how alle aziende italiane che operano nel settore, con prospettive d’impiego sia nella realizzazione della sorgente ELI-NP in Romania, sia negli acceleratori lineari ad alta frequenza la cui diffusione è in forte crescita in Europa. Stazione di potenza per i "Test" in Banda S e Banda C: L’INFN ha installato una stazione di potenza per i test dei dispositivi RF in banda S e in banda C presso l’Università di Bonn dove saranno effettuati i test del cannone RF e delle strutture acceleranti. In particolare si stanno collaudando le strutture RF di nuova concezione progettate presso l’INFN e realizzate da aziende di meccanica di precisione in Italia, che potranno presentarsi come attori principali nel campo dello sviluppo dei futuri collisori lineari nella fisica delle alte energie Collimazione, misura e caratterizzazione di fasci gamma da sorgenti Compton: I fasci gamma prodotti dalla sorgente ELI-NP hanno caratteristiche molto spinte, con prestazioni di 1-2 ordini di grandezza migliori delle sorgenti gamma oggi disponibili. Energie comprese tra 1 MeV e 20 MeV , risoluzione energetica < 0.3%, 2-6×105 fotoni per impulso e 0.2 – 1.1×105 fotoni al secondo. Le caratteristiche temporali dell’emissione degli impulsi gamma e il numero di fotoni emessi per ogni impulso sono tali da richiedere per la loro misura e caratterizzazione lo sviluppo di nuovi sistemi e tecniche di rivelazione. Particolarmente stringente è la risoluzione energetica richiesta che, date le caratteristiche dell’emissione Compton, può essere ottenuta soltanto sviluppando specifici sistemi di collimazione dei fasci gamma. Diagnostica e Rivelatori: L’attività prevista riguarda lo sviluppo di rivelatori finalizzati a due diversi scopi : • la diagnostica del fascio • la realizzazione di misure di fisica nucleare basate sullo scattering gamma e

sull’assorbimento risonante con la possibilità di misurare il decadimento dei neutroni dei nuclei eccitati.

Uno degli argomenti centrali affrontato per ELI-NP è lo studio dettagliato della risposta dipolare elettrica del nucleo. Questo studio è di grande interesse perché fornirebbe dati rilevanti nel campo dell’astrofisica nucleare in quanto la risposta dipolare influenza il processo della nucleo sintesi e la produzione di neutroni in ambiente stellare nella fase esplosiva. A tale scopo è in fase di sviluppo una tecnica innovativa basata sul decadimento neutronico, misurato con alta risoluzione dalla risonanza gigante di dipolo. Quest’ultimo fornisce un’informazione utile per la selezione della forza efficace e per comprendere gli effetti di smorzamento dell’oscillazione dipolare dei nucleoni nel nucleo. ELI-Beamlines (sede Praga, Repubblica Ceca) L’INFN collabora attivamente anche alle attività riguardanti il secondo “pilastro” denominato, Eli-Beamlines, in fase di costruzione nella Repubblica Ceca (Praga), con particolare riguardo alla generazione di particelle mediante interazione Laser-Plasma, alla loro manipolazione e accelerazione, alla loro applicazione nel campo medicale e industriale, come di seguito dettagliato. ELIMED: L’uso dei laser che saranno sviluppati nell’ambito dell’infrastruttura ELI-Beamlines, permetteranno, tra le altre cose, l’accelerazione di ioni attraverso regimi fisici oggi sconosciuti e a energie oggi possibili solo con acceleratori convenzionali (fino ad 1 GeV di protoni nella configurazione definitiva). All’interno di ELI-Beamlines sarà realizzata una facility specificatamente mirata all’utilizzo degli ioni accelerati per applicazioni adroterapiche

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e radiobiologiche. Tale progetto, denominato ELIMED (MEDical applications at ELI beamlines), è stato lanciato a dicembre 2011 presso i Laboratori Nazionali del Sud. I ricercatori dei LNS, con esperienza decennale nel campo della radioterapia dei rivelatori per dosimetria, delle simulazioni Monte Carlo in ambito medicale, nonchè nel campo della accelerazione di particelle da laser e nella loro diagnostica così come in quello del trasporto di particelle cariche di alta energia e della loro rivelazione, sono tra i proponenti di ELIMED e sono direttamente coinvolti nel progetto della realizzazione della facility. Nell’aprile 2012 è stato firmato un Memorandum of Understanding tra l’LNS-INFN ed ELI-Beamlines, Institute of Physics of AS CR, Public Research Institution (FZU) di Praga. Tale MoU definisce il piano e le responsabilità scientifiche della parte INFN e della parte ELI nella realizzazione di ELIMED. Nel 2014 l’INFN si è aggiudicata la gara per la realizzazione di una beam-line per applicazioni medicali che utilizza fasci di protoni generati da meccanismi di interazione Laser su targhetta fizza con produzione di plasma. L’ INFN sarà responsabile delle seguenti attività: • Studio, progettazione e realizzazione del sistema di selezione e trasporto dei fasci prodotti nell’interazione laser-campione • Progetto e ottimizzazione della linea di trasporto adroterapica in aria. • Progetto della diagnostica innovativa, dosimetria e radiobiologia dei fasci prodotti. • Realizzazione dei componenti delle linea di fascio. • Installazione e test della linea. Laser Plasma Acceleration: Nel settore dell'accelerazione di fasci di elettroni, l'INFN è particolarmente interessato a esplorare schemi di collisori elettrone-positrone a 1 TeV, basati su tecniche di accelerazione laser-plasma. L'INFN è protagonista in questo settore grazie all'attività di punta sviluppata nell'ambito di SPARCLAB a LNF, che sta realizzando esperimenti pilota d’iniezione esterna di fasci ultra-corti e ultra-brillanti in onde di plasma eccitate da laser ultra-intensi. Sulla base di questa esperienza saranno proposti esperimenti presso ELI-Beamlines utilizzando fasci laser di elevata potenza da 1-10 TW. Queste attività saranno svolte in stretta collaborazione con il CNR (INO-Pisa) in particolare per quanto riguarda lo sviluppo di tecniche di accelerazione laser con auto-iniezione e con iniezione esterna. Laser-plasma proton sources and laser amplification: La generazione di particelle cariche mediante interazione d’intensi impulsi laser con campioni metallici e s’inserisce tra le tematiche d’interesse dell’istituto che saranno svolte in parte presso le strutture dell’INFN e in parte realizzate e collaudate presso laboratori esteri, in Francia e Canada, dotati di laser di elevata potenza con cui sono in corso collaborazioni scientifiche. Si prevede di realizzare esperimenti con laser di nuova generazione, con potenze dell’ordine del PW, in fase di sviluppo (Salamanca, Magurele). Alcuni esperimenti riguarderanno lo studio della risposta di materiali a flussi energetici elevati, con applicazioni industriali. S’ intende inoltre sviluppare tecniche di diagnostica e misura dei fasci di particelle secondarie per la realizzazione di linee d’ interferometria e di spettrometria. Alcune attività sono già in fase di sviluppo in collaborazione con altri istituti internazionali, in particolare LULI/LOA/APOLLON, ELI-CZ, FORTH, CERN, FZD. Proton post-acceleration: In questo ambito si intende sviluppare attività teoriche e sperimentali già presenti nell’INFN, con lo scopo di ottimizzare e realizzare un sistema di cattura, accelerazione e trasporto di protoni. L’obiettivo è di progettare sistemi di generazione, cattura, selezione e trasporto dei protoni, e la successiva post-accelerazione fino a 100 MeV per applicazioni medicali. Tutte le attività descritte saranno accompagnate da trasferimento di know-how alle aziende italiane coinvolte con particolare riguardo alle componenti meccaniche, elettriche, elettroniche, ottiche, di controllo e di radioprotezione. L’INFN si avvale della collaborazione delle Università Italiane, in particolare della Sapienza di Roma e dell’Università di Milano. ELI-Attosecond (sede Szeged – Ungheria) Nel corso del 2015 sono anche iniziate delle attività INFN per il terzo “pilastro”: Laser driven ultrafast electron diffraction

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Si intendono sviluppare attività teoriche e sperimentali finalizzate alla realizzazione di una beamline dedicata a esperimenti di diffrazione elettronica con fasci di elettroni generate da laser con una risoluzione temporale di 10-100 fs. Ultrashort proton beam Presso tale infrastruttura si intende sviluppare esperimenti di generazione di fasci di protoni ultra-short dedicati alla realizzazione di materiali nanostrutturati di interesse nelle applicazioni industriali e medicali. L’INFN, Sezioni di Roma1 e Cosenza, in collaborazione con l’Università La Sapienza, sono impegnati nella preparazione e test di esperimenti già accettati che saranno realizzati per l’infrastruttura. È allo studio la possibilità di stabilire un quarto pilastro, denominato ELI-Ultra High Field Facility, dedicato agli studi di fisica delle particelle, fisica nucleare, fisica gravitazionale, astrofisica e cosmologia. L’INFN, benchè interessato agli sviluppi di questa nuova diramazione di ELI, non ha ancora preso alcuna responsabilità a riguardo. c. Personale Impiegato (FTE*) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 5 7 10




Tecnici 4 5 5


c. Altro Personale


Assegnisti 5 5 5

Borsisti 3 3 3

Co.Co.Co 1 2 2

Comandi in Entrata

Dottorandi 4 4 4



113

d. Fonti di finanziamento Finanziamento MIUR FOE

2011: 1000 k€ 2012: 2500 k€ 2013: 2900 k€ 2014: 1812 k€ 2015: 1812 k€

UE Eurogammas ELI-Nuclear Physics (sede Magurele, Romania) 66,8 M€ valore globale della commessa



Attività legata allo sviluppo di prototipi

650 K€ 450 K€ 250K€

Installazione e test dei dispositivi e sistemi

200 k€ 250 k€ 300 k€

Commissioning della macchina

150 k€ 250 k€ 300 k€

ELI-NUCLEAR PHYSICS 2016 2017 2018 Strutture acceleranti in Banda C (5,7 GHz) 150 150 100 Sistema di assorbitori modi superiori C-band 150 50 50 Stazione di Potenza “Test” in Banda S e C 200 100 50 Diagnostica e controllo fascio di elettroni 200 150 100 Diagnostica fascio gamma 100 150 200 Sistemi di radioprotezione 100 200 250 Collimazione fasci Gamma 100 100 100 Caratterizzazione radiazione Gamma 150 200 200 Rivelatori assorbimento risonante 200 200 150 Sviluppo e test prototipi per esperimenti a ELI-NP 150 200 200 SUB-TOTALE 1500 1500 1400 ELI-BEAMLINES ELI-MED scientific collaboration 300 200 250 Beamline for adrontherapy 200 250 250 Laser Plasma Particle Sources 200 150 150 Post Acceleration 100 200 150 SUB-TOTALE 800 800 800 ELI-ATTOSECONDS Laser driven ultrafast electron diffraction 150 100 100 Ultrashort proton beam 50 100 200 SUB-TOTALE 200 200 300 TOTALE 2500 2500 2500

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Assegni di ricerca e Borse di studio

200 K€ 200K€ 250 K€

Contratti Giovani Ricercatori

600k€ 700 k€ 700 k€

Contratti personale tecnico

300 k€ 300 k€ 350 k€

Trasferimento tecnologico

400 k€ 350 k€ 350 k€

Per la voce di spesa relativa al personale indicare la spesa relativa al personale di ruolo, non di ruolo ed altro personale (assegnisti, co.co.co., borsista, comandato, dottorando, altri incarichi di ricerca. Eventuali ulteriori finanziamenti: (indicare i finanziamenti interni/ esterni)


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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione dipartimento European Spallation Source (ESS), produzione e impiego di fasci di

neutroni di bassa energia


Data Inizio: 1-1-2010 Data Fine: 2025 (fine costruzione) a. Finalità e Obiettivi La European Spallation Source (ESS) (http://europeanspallationsource.se/) è in fase di costruzione a Lund (Svezia) attraverso il contributo della maggior parte degli stati membri dell’Unione Europea. Scopo di ESS è la produzione e impiego di fasci di neutroni di bassa energia per applicazioni prevalenti in struttura della materia, nell’ingegneria e chimica dei materiali (per fusione controllata, energy storage, costruzione) e per specifici studi di fisica fondamentale. Nella prospettiva dello spegnimento delle sorgenti europee di neutroni basate su reattori nucleari a partire dal 2020, ESS offrirà per circa 40 anni di funzionamento l’accesso ad una strumentazione all’avanguardia nel settore ad una comunità scientifica stimata oggi in più di 5000 ricercatori europei e circa 8000 scienziati in tutto il mondo. ESS è stato valutato di interesse strategico da ESFRI, che ne ha raccomandato la rapida implementazione, in quanto permetterà all'Europa di coprire un ruolo rilevante nella ricerca e sviluppo di materiali innovativi favorendo in tal modo lo sviluppo delle industrie manifatturiere, farmaceutiche ed energetiche. Tale obiettivo è reputato di interesse strategico in tutto il mondo e ha promosso la nascita delle facilities SNS in USA e JPARC in Giappone. La Commissione Europea ha finanziato con 5 MEuro la Fase Preparatoria di ESS. Nel 2011 è stata avviata la fase biennale di Pre-Costruzione, finanziata da Svezia e Danimarca con 60 MEuro, cui hanno partecipato 17 Paesi dell'Unione, tra cui l'Italia, firmatari di uno specifico MoU. La fase di Costruzione dell'impianto, il cui costo complessivo sarà di circa 1900 MEuro, è stata avviata nel 2015 e durerà circa 10 anni. A partire dal 2009 l'INFN ha avuto un ruolo operativo nella fase dell'Accelerator Design Update (ADU), con contributi specifici a diversi segmenti della parte non superconduttiva dell'acceleratore: Sorgente di Protoni, Linea di Bassa Energia per il matching del fascio all’ingresso del Radio Frequency Quadrupole e Drift Tube Linac. Nella fase di costruzione tale contributo è stato esteso alle cavità superconduttive a medio beta della sezione di alta energia dell'acceleratore. b. Contenuto Tecnico Scientifico L’INFN ha rilevanti competenze, riconosciute a livello internazionale, nella tecnologia degli acceleratori di alta energia e intensità, determinanti per la costruzione della linea di accelerazione di ESS che, in virtù della disponibilità di un fascio di protoni da 5 MW guidato su un bersaglio rotante di tungsteno, consentirà la realizzazione della sorgente di gran lunga più potente di neutroni di bassa energia tra quelle esistenti in Europa. La sorgente di protoni (PS-ESS) si basa su una sezione a bassa energia progettata presso i Laboratori Nazionali del Sud (LNS) e su un Drift Tube Linac (DTL) progettato presso i Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL). La sorgente a scarica di microonde produrrà un fascio di protoni con corrente superiore a 74 mA e bassa emittanza che, attraverso una linea di trasporto a bassa energia (LEBT), invierà il fascio nelle sezioni acceleranti. Il DTL, progettato per accelerare il fascio da 3.6 a 90 MeV, è stato ulteriormente potenziato rispetto al progetto contenuto nella baseline di ESS con l’aggiunta di una tank, in modo da aumentare l’energia finale della parte non superconduttiva del Linac e aumentare l’affidabilità dell’intero acceleratore

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di protoni. La costruzione del prototipo della sorgente PS-ESS e della LEBT sarà completata entro il 2016 e in questo periodo sarà altresì avviata la costruzione del Drift Tube Linac e di una parte delle cavità superconduttrici di medio beta della sezione di alta energia (a cura della Sezione di Milano), nel quadro del contributo in-kind italiano alla facility europea. Il contributo dell’INFN alla costruzione dell’acceleratore di ESS sarà sinergico con quello di Elettra-Sincrotrone Trieste e di aziende leader in segmenti tecnologicamente evoluti presenti sul territorio nazionale. Già da diversi anni è infatti in atto una significativa crescita delle imprese italiane che hanno acquisito know-how rilevante nella progettazione e costruzione di componenti per acceleratori ad alta energia ed intensità. Attraverso la partecipazione italiana ad ESS, competenze e trasferimento di know-how dagli Enti Pubblici di Ricerca alle aziende italiane del settore potranno essere fortemente incrementati, con ulteriori prospettive per tali aziende di qualificazione nel mercato internazionale delle tecnologie avanzate e acquisizione di commesse. Forte rilevanza strategica avrà l’interazione con le aziende italiane potenziali fornitrici di cavità superconduttive, quelle operanti nella meccanica di precisione, nella costruzione di componenti per radiofrequenza, nell’elettronica di potenza e di regolazione, nei sistemi per la diagnostica, nella componentistica per ultra-alto-vuoto, nei sistemi magnetici, etc. I benefici della partecipazione INFN alla realizzazione di ESS dal punto di vista scientifico sono evidenti: la costruzione di componenti di un acceleratore di potenza mai prima raggiunta consente di mantenere l’Italia in condizioni vantaggiose in vista della costruzione di macchine di punta in futuro, per scopi che possono andare dall’Accelerator Driven System per la trasmutazione delle scorie agli acceleratori per la produzione di radioisotopi, alle macchine per ricerche in Fisica di base. c. Personale Impiegato (FTE*)

Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n”


Tecnici 5 8 11



Amministrativi 1

Tecnici 1 1 3


c. Altro Personale


Assegnisti 4 2 2

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi



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FONDI MIUR tramite FOE 2011 - 447 k€ (tramite Sincrotrone Trieste) 2012 - 1800 k€ 2013 - 2900 k€ (tramite Sincrotrone Trieste) 2014 - 3410 k€ 2015 - 8078 k€ (assegnati a INFN come Representing Entity, ivi incluse le dotazioni per Sincrotrone Trieste e CNR), anni successivi:8 M€/anno sino al 2025 per un totale di 104 M€ (contributo MIUR per la costruzione)


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Investimenti e

personale 8000 k€ (per i 3 Enti)

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione European XFEL, produzione di impulsi ultrabrevi di raggi X

coerenti


Data Inizio: 2010 Data Fine: costruzione 2017 a. Finalità e Obiettivi European XFEL (http://www.xfel.eu), in fase di completamento ad Amburgo, produrrà impulsi ultrabrevi di raggi X coerenti, ponendosi come laboratorio di riferimento a livello globale in campi cruciali della scienza, come lo studio della dinamica dei complessi processi chimico/biologici alla base della vita. In particolare, oltre a permettere di fotografare con singola esposizione e risoluzione atomica le nano-particelle (biologiche e non), grazie alla elevatissima frequenza di ripetizione degli impulsi, permessa dalla tecnologia superconduttiva, si potrà filmarne in 3D l’evoluzione ed il funzionamento. Lo European XFEL è un’infrastruttura ESFRI di carattere regionale che si confronterà con LCLS in USA e SACLA in Giappone. Le infrastrutture nazionali di fotoni coerenti, come FERMI a Elettra, sono ad essa complementari e sono inoltre sinergiche alla grande IR regionale in quanto, attraverso la formazione scientifica, ne facilitano l’accesso. Il progetto è iniziato il 30 novembre 2010 con la firma in sei lingue della Convenzione e dei documenti costitutivi da parte dei rappresentanti dei Governi di 11 Paesi, inclusa l’Italia. L’Italia contribuisce in-kind alla costruzione fornendo, attraverso la partecipazione responsabile dell’INFN, componenti essenziali dell’acceleratore di elettroni superconduttivo e dei quali detiene o condivide la proprietà intellettuale. Il contributo sottoscritto dall’Italia è pari a 33000 k€ (2005), si intende IVA esclusa e include il personale valutato in 50 anni-ricercatore equivalenti così suddivisi: 24 ricercatori, 20 tecnologi e 10 tecnici/amministrativi. L’impegno dell’INFN, relativo alla fase di costruzione dell’infrastruttura, era previsto durare 6 anni, fino alla metà del 2016. INFN ha completato con successo e nei tempi il proprio impegno, ma altri elementi dell’acceleratore sono in ritardo, per cui è stato deciso dal Council dell’European XFEL GmbH di estendere di un anno (30 giugno 2017) la fase di costruzione, posticipando quindi la fase di operazione dell’infrastruttura. Nella fase operativa, all’INFN si affiancherà il CNR e il nostro Paese sarà quindi rappresentato da due Istituti Nazionali che si divideranno le azioni della Società: CNR (2/3) e INFN (1/3). b. Contenuto Tecnico Scientifico I componenti dell’acceleratore di responsabilità dell’Ente sono stati tutti realizzati in Italia come conseguenza dell’impegno profuso dall’INFN nel trasferimento all’industria delle tecnologie sviluppate a partire dagli anni ’90 nell’ambito della collaborazione TESLA. I componenti includono in particolare: i fotocatodi per la generazione del fascio ultrabrillante di elettroni, la metà delle 800 cavità di accelerazione superconduttive e dei 100 crio-moduli che le contengono ed il modulo di terza armonica che contiene 8 cavità superconduttive speciali ed ha lo scopo di linearizzare lo spazio fase longitudinale del fascio.

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c. Personale Impiegato (FTE)


Tecnici 2



Amministrativi 1

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti 4

Borsisti 2

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi


1

* Per FTE, Full Time Equivalent, si intende la frazione di tempo che ogni persona dedica in un anno a questa attività di ricerca. d. Fonti di finanziamento

In attesa della formalizzazione della partecipazione Italiana, attraverso l’acquisto delle azioni della società European XFEL GmbH da parte di CNR (2/3) e INFN (1/3), che prenderanno il posto del MIUR che nei documenti sottoscritti è indicato come azionista (shareholder), DESY/XFEL hanno anticipato i soldi per le commesse relative alla parte più consistete ed urgente del nostro contributo in-kind (cavità e crio-moduli). L’Italia rimborsa le fatture di sua competenza attraverso i fondi FOE allocati ogni anno al progetto. Con i fondi FOE dal 2010 al 2015 sono stati erogati finora all’INFN per XFEL (direttamente o indirettamente tramite ST) 37.757.943€. Per arrivare alla cifra di 41.600.579€, che rappresenta l’equivalente aggiornato dei 33.000k€ (2005) dell’impegno sottoscritto dall’Italia, mancano 3.842.645 €, che l’INFN deve ancora rimborsare a European XFEL per fatture già pagate di componenti già consegnati, e che l’Ente si aspetta di ricevere con i fondi FOE 2016. Queste cifre sono ufficiali e compaiono ormai stabilmente nei verbali dei Consigli di Amministrazione della società European XFEL GmbH. Le stesse cifre fanno parte della documentazione associata al disegno di legge in corso di approvazione che permetterà la formalizzazione della partecipazione azionaria, il rimborso del debito residuo con XFEL, la corresponsione del contributo in denaro per l’estensione della fase di costruzione e infine per la successiva regolare partecipazione alle spese di gestione dell’Infrastruttura sulla base di una quota azionaria prevista del 2.891 %. È importante notare che la parte dei componenti progettati e realizzati in Italia ma non coperti dal contributo italiano è stata pagata direttamente dalla European XFEL GmbH.

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Inoltre, poichè l’INFN sta completando con successo il contributo in-kind italiano nei tempi previsti, il ritardo di un anno già contabilizzato (chiusura tunnel giugno 2016 invece che giugno 2015) non comporterà alcun significativo aumento del costo del personale. L’interessante richiesta in fieri di proseguire la collaborazione durante la fase di messa in funzione e di realizzazione dei ricambi essenziali dei componenti più critici (ancora know-how INFN e commesse all’industria italiana) sarà completamente coperta dalla European XFEL GmbH, direttamente o attraverso DESY.

e. Costo complessivo del progetto


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Investimenti 3.842 k€

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 X Altra Area di Intervento descrizione SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and

Applications in the Middle East)

Specificare l’Area di Intervento:

Data Inizio: 2013 Data Fine: 2016(synchrotron construction)

2015-2018(lines construction)

a. Finalità e Obiettivi Il SESAME, sviluppatosi sotto gli auspici dell’UNESCO e con la collaborazione del CERN, è volto alla costruzione di un “third-generation” synchrotron light source ubicato nella città giordana di Allan e che costituirà il più importante centro di ricerca internazionale del Medio Oriente. SESAME sarà uno strumento dedicato alle scienze sperimentali e avrà applicazioni in vari ambiti: dalle scienze della vita ai beni culturali, alle nanotecnologie. Al SESAME, organizzazione intergovernativa indipendente (cui partecipano scienziati di paesi quali Autorità Palestinese, Cipro, Egitto, Giordania, Pakistan, Turchia, Iran e Israele) l’Italia contribuisce attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ed Elettra. L’Italia è paese osservatore nel council di SESAME. La collaborazione è sancita in un MoU sottoscritto ad Amman (Giordania) tra INFN e SESAME che formalizza la partecipazione dell’Italia al programma. Un riconoscimento del ruolo italiano è stata la nomina di Giorgio Paolucci, dirigente di ricerca di Elettra Sincrotrone Trieste, nel ruolo di Direttore Scientifico del programma, con un mandato di quattro anni rinnovabile. È di particolare importanza il ruolo dell'Italia in questa iniziativa che, al di là della sua validità scientifica, costituisce un luogo di incontro e dialogo privilegiato tra rappresentanti di nazioni talvolta distanti sul piano politico. b. Contenuto Tecnico Scientifico L’INFN ha rilevanti competenze nella tecnologia degli acceleratori di alta energia e intensità, determinanti per la costruzione di SESAME. La partecipazione prevede la fornitura in kind di parti essenziali della macchina. Radiofrequenze, sistemi di controllo e equipaggiamento di beam-lines. La partecipazione italiana alla realizzazione di SESAME si concretizza attraverso un finanziamento da 1000 kEuro per l’anno 2013, 816 kEuro 2014 e una previsione di 500KE per alcuni anni a venire accordato dal MIUR all’INFN. L’INFN parteciperà anche alla formazione del personale nei propri laboratori. Il programma di lavoro dettagliato prevede la costruzione e fornitura di 4 cavità risonanti attualmente in lavorazione alla ditta CINEL (Padova). Nel 2015 è stato raggiunto un accordo per la costruzione di rivelatori tecnologicamente avanzati da utilizzare nelle prime beam-lines. Tale rivelatore è il primo progetto di strumentazione altamente innovativa che coinvolge i programmi scientifici di SESAME. L’installazione del rivelatore a SESAME è prevista tra la fine del 2016 e l’inizio del 2017. c. Personale Impiegato (FTE*)

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Tecnici 1



Amministrativi

Tecnici 1


c. Altro Personale


Assegnisti

Borsisti 1

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi


2



FONDI MIUR tramite FOE 2013 - € 1.000 kEuro 2014 - € 816 kEuro 2015 - € 500 kEuro


Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” 500 k€

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Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento descrizione IGNITOR


Data Inizio: 2012 Data Fine: Sulla base del CDR: termine fase

ingegnerizzazione 2019, termine costruzione 2024

a. Finalità e Obiettivi Il progetto IGNITOR, ideato dal prof. Bruno Coppi del Massachussets Institute of Technology di Boston, ha la finalità di realizzare un reattore sperimentale a fusione nucleare, all’interno del quale si intende raggiungere la fusione del plasma, ovvero il mantenimento della reazione di fusione grazie all’energia prodotta dal reattore stesso. A seguito della dichiarazione di intenti firmata a Lesmo il 26 aprile 2010 tra Italia e Confederazione Russa per favorire una collaborazione bilaterale scientifica e tecnologica, IGNITOR divenne un progetto bandiera ASI/INAF nell’ambito del Programma Nazionale di Ricerca (PNR) 2011-2013 (delibera CIPE del 23 marzo 2011) con un finanziamento pari a 77.400 kEuro a valere sul Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR) di cui all’art. 1, comma 3, del DLgs 204/98 proveniente dagli EF 2010, 2011, 2012. Nel 2012, il MIUR affidò all’INFN il coordinamento e la responsabilità attuativa del Progetto Bandiera IGNITOR a valere sulle specifiche risorse del FISR, per gli aspetti e contenuti di carattere scientifico e, contestualmente, nominò un panel di esperti per la valutazione della fattibilità del progetto, in particolare relativamente alla congruità dei fondi stanziati. Il panel, coordinato dal prof. Phlippe Lebrun (CERN), ha trasmesso al MIUR il rapporto finale il 22 marzo 2013 concludendo che i costi di realizzazione saranno superiori ai 77 MEuro allocati, con un limite superiore di spesa stimato in circa 117 MEuro. Alla luce di questo rapporto, con l'accordo del MIUR si è avviata una seconda fase operativa che prevede la costituzione di un “team di progetto “ italo-russo per l’ingegnerizzazione completa del progetto, il calcolo effettivo del costo e la preparazione del capitolato di gara europea per la realizzazione dei componenti e sistemi del reattore e l'analisi dei rischi collegati. Nel maggio 2014, di comune accordo, l’istituto di ricerca Kurchatov e l’INFN hanno nominato il gruppo di esperti italiani e russi il cui mandato è la compilazione del Conceptual Design Report del progetto IGNITOR riportante l’attività sui problemi di ingegneria della macchina ancora irrisolti, la valutazione di massima dei costi di realizzazione e di assemblaggio del progetto e l’analisi preliminare dei rischi e degli aspetti di sicurezza del progetto. La prima riunione del team congiunto italo-russo, istituito sulla base dell’intesa bilaterale, si è tenuta a Mosca il 16 settembre 2014. La seconda riunione si è svolta a Torino il 15 e 16 dicembre 2014, mentre la terza il 13 e 14 aprile 2015 a Mosca, presso la sede del Centro Nazionale di Ricerca Istituto Kurchatov. Dal 13 al 15 maggio a Roma, presso gli uffici della presidenza INFN, si è svolta la riunione conclusiva in cui è stato approvato il testo finale del CDR e del sommario esecutivo che sono stati successivamente trasmessi, nel corso della prima settimana di giugno 2015, ai Ministeri italiano e russo e parallelamente ai proff. Coppi e Velikhov. Quest’ultimo ha già fatto pervenire la propria valutazione positiva in merito al CDR ai Ministri competenti

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b. Contenuto Tecnico Scientifico Realizzazione di un reattore sperimentale a fusione nucleare. c. Personale Impiegato (FTE*)



Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi




Il MIUR aveva previsto di realizzare il Progetto Bandiera IGNITOR con un finanziamento pari a 77.400 kEuro a valere sul Fondo Integrativo Speciale per la Ricerca (FISR) di cui all’art. 1, comma 3, del DLgs 204/98 proveniente dagli EF 2010, 2011, 2012. Nel 2011 con l’assegnazione del Fondo ordinario per gli enti e le istituzioni di ricerca (FOE) il MIUR aveva affidato all’ASI il coordinamento e la responsabilità attuativa del Progetto Bandiera IGNITOR a valere sulle specifiche risorse del FISR, in collaborazione con INAF per gli aspetti e contenuti di carattere scientifico. Nel 2012 con l’assegnazione del FOE il MIUR ha affidato all’INFN il coordinamento e la responsabilità attuativa del Progetto Bandiera IGNITOR a valere sulle specifiche risorse del FISR, per gli aspetti e contenuti di carattere scientifico. A seguito di questo, il 17 dicembre 2012 il Dipartimento del Tesoro del Ministero dell’economia e delle finanze ha trasferito all’INFN, a valere sul fondo FISR, una prima parte del finanziamento previsto pari a 25.300kEuro. Il CDR ha stimato un costo complessivo di 355 MEuro, di cui circa la metà per la realizzazione dei lavori a carico della parte italiana. FISR 2012 25.300 k€

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7.4 Collaborazioni Internazionali

Indicare se Dipartimento Area di Intervento X HORIZON 2020 Altra Area di Intervento Descrizione Partecipazione al Programma Quadro Europeo Horizon 2020 Specificare l’Area di Intervento

Data Inizio: 01/01/2014 Data Fine: 31/12/2020 a. Finalità e Obiettivi Nel 2015 si è chiuso il primo biennio del nuovo Programma Quadro (PQ) per la ricerca e l'innovazione della Commissione Europea, Horizon 2020 (H2020). H2020 è parte della strategia Europa 2020, il disegno globale a lungo termine dell'Unione Europea, che riconosce le sfide cruciali con le quali l'Europa si sta confrontando e si propone di affrontarle adeguatamente: bassa crescita, insufficiente innovazione e un insieme diversificato di sfide ambientali e sociali. Scienza e innovazione sono fattori chiave che aiuteranno l'Europa a progredire, ma l'obiettivo di H2020 è innanzitutto quello di eliminare la separazione presente nei precedenti Programmi Quadro (come il 7° PQ) tra "ricerca" e "innovazione". H2020 stabilisce tre obiettivi strategici: aumentare e diffondere il livello di eccellenza della ricerca di base; affrontare le grandi sfide della società; massimizzare la competitività e l’impatto nel sistema produttivo. H2020 è strutturato intorno a tre priorità che si collegano direttamente a questi obiettivi. Data la missione del nostro Istituto, è chiaro che il primo pilastro ("Excellent Science") è quello che più facilmente è in grado di attrarre sforzi e interessi dei ricercatori INFN, rispetto agli altri due pilastri ("Industrial Leadership" e "Societal Challenges"). Tuttavia, la storia dell'INFN è costellata anche di storie di successo legate alla cooperazione industriale (per esempio nella costruzione dei rivelatori di LHC o delle infrastrutture di calcolo) o alle ricadute nella società civile (ad esempio nel settore delle scienze biomediche). Quindi c'è spazio per un impatto molto efficace anche sugli altri due pilastri. Di seguito verranno descritti brevemente i progetti vinti dall’INFN, e ancora in corso, in questa prima fase di Horizon 2020 rapportandoli ai tre pilastri e alle competenze dell’Istituto nei settori della ricerca fondamentale, della creazione di infrastrutture, della cooperazione internazionale e delle ricadute industriali e sociali.

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Acronimo (Bando) BESIIICGEM (MSCA-RISE-2014)

Ruolo INFN: Coordinatore Valore Progetto (€): Totale 1.498.500 – INFN 657.000

An innovative Cylindrical Gas Electron Multiplier Inner Tracker for the BESIII Spectrometer I rivelatori di traccia sono elementi chiave negli esperimenti di fisica delle particelle: un’ottima risoluzione spaziale, la resistenza alle radiazioni e la possibilità di operare ad alta occupazione (densità di tracce) sono requisiti fondamentali. Un solo rivelatore cilindrico CGEM è stato prodotto fino a questo momento dalla collaborazione KLOE2. L'obiettivo di BESIIICGEM è quello di progettare, costruire e operare entro il 2017 un rivelatore CGEM candidato per essere il nuovo tracciatore dello spettrometro BESIII, costruito a BEPC2, Pechino. Il rivelatore di tracce rappresenterà esso stesso un'evoluzione rispetto allo stato dell'arte dei rivelatori CGEM, poiché l'utilizzo di nuovo tipo di supporti ridurrà la lunghezza totale di radiazione del rivelatore e incrementerà le sue prestazioni. Il progetto migliorerà significativamente la collaborazione in corso tra l'UE e le istituzioni cinesi in BESIII, rafforzando in particolare gli aspetti tecnologici rimasti finora sullo sfondo della cooperazione.

Acronimo (Bando) JENNIFER (MSCA-RISE-2014)


Japan and Europe Network for Neutrino and Intensity Frontier Experimental Research Gruppi di fisica delle particelle europei interessati nella ricerca di segnali di nuova fisica, sia con neutrini, all’esperimento T2K, sia alla frontiera dell’intensità, con l'esperimento di Belle-II all’acceleratore SUPERKEKB, condivideranno tra loro e con il laboratorio KEK le loro conoscenze in analisi dei dati e tecnologie di rivelazione di particelle. Tale condivisione della conoscenza migliorerà le abilità e le competenze di tutti i partecipanti, consentiranno all'Europa di svolgere un ruolo di primo piano nella ricerca di scostamenti dal panorama attuale della fisica fondamentale nel settore del sapore e, infine, soprattutto, produrrà una collaborazione senza precedenti con gli scienziati giapponesi sul terreno della diffusione della cultura scientifica e dell’outreach.

Acronimo (Bando) INDIGO-DataCloud (EINFRA-2014-2)

Ruolo INFN: Coordinatore Valore Progetto (€): Totale 11.138.114 – INFN 2.080.614

INtegrating Distributed data Infrastructures for Global ExplOitation Research INDIGO, sulla base del nuovo modello di elaborazione Cloud, costituirà un passo in avanti decisivo verso la realizzazione di una infrastruttura di calcolo più flessibile a livello europeo, in grado di soddisfare le esigenze di diverse aree di ricerca. Gli sforzi si concentreranno sulla costruzione di una piattaforma software, completamente gratuito e open source, in grado di operare su infrastrutture di rete sia pubblica sia privata. I ricercatori avranno uno strumento a loro disposizione per un facile accesso alle risorse di calcolo e di storage condiviso. L'obiettivo è quello di fornire alla comunità di ricerca europea uno strumento che può ampliare le sue possibilità di accesso alle infrastrutture IT distribuite, e in questo modo di aumentare la capacità degli scienziati europei di ogni settore di risolvere problemi sempre più complessi. Questo porrà anche nuovi

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quesiti in materia di sicurezza dei dati e di privacy per i quali verranno sviluppate soluzioni ad hoc, data l'importanza di tali questioni per la ricerca di base, in particolare nei campi biologico e medico.

Acronimo (Bando) EGI-Engage (EINFRA-2014-2)

Ruolo INFN: Partner Valore Progetto (€): Totale 8.000.000 – INFN 721.487

Engaging the EGI Community towards an Open Science Commons Negli ultimi dieci anni, l'Infrastruttura di Grid Europea (EGI) ha costruito un sistema distribuito di calcolo e stoccaggio dati, supportando oltre 21.000 ricercatori di molte discipline, con capacità di analisi senza precedenti. La missione di EGI-Engage è quello di accelerare l'attuazione della visione di Open Science Commons, dove i ricercatori di tutti i settori abbiano un accesso semplice e aperto a servizi digitali innovativi, ai dati, alle conoscenze e competenze di cui hanno bisogno. EGI-Engage amplierà le funzionalità offerte agli scienziati (ad esempio, il miglioramento di servizi cloud o dati) e lo spettro della sua base di utenti, collaborando con le grandi infrastrutture di ricerca e l’industria (PMI). L’impegno (“engage”) principale sarà una rete di otto Centri di Competenza, dove le iniziative di Grid nazionali, comunità di utenti, fornitori di tecnologie e servizi uniranno le forze per raccogliere esigenze, integrare applicazioni specifiche e favorire l’interoperabilità attraverso infrastrutture adeguate, ed evolvere così i servizi attraverso un modello di sviluppo incentrato sull'utente.

Acronimo (Bando) AIDA-2020 (INFRAIA-2014-2015)

Ruolo INFN: Partner Valore Progetto (€): Totale 10.000.000 – INFN 1.221.000

Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators Il progetto AIDA-2020 riunisce le principali infrastrutture europee di ricerca nel campo dello sviluppo e test dei rivelatori, nonché istituti, università e centri tecnologici esperti in tali settori. AIDA-2020 mira a promuovere le tecnologie di rivelazione oltre i limiti attuali, offrendo fasci di test e di irraggiamento ben equipaggiati per rivelatori, nell'ambito del suo programma di Accesso Transnazionale. Sono inoltre disponibili strumenti software comuni, e sistemi di micro-elettronica e di acquisizione dati. Il progetto sfrutta anche il potenziale di innovazione della ricerca nel campo dei rivelatori coinvolgendo l'industria europea per la produzione su larga scala di sistemi di rivelazione e per lo sviluppo di applicazioni al di fuori della fisica delle particelle, ad esempio, per l'imaging medico. AIDA-2020 porterà a un maggior coordinamento all'interno della comunità europea di settore, sfruttando risorse UE e nazionali. Il progetto studierà tecnologie innovative di rivelazione fornendo alla European Research Area un’infrastruttura di livello mondiale per gli sviluppi corrispondenti, avvantaggiando migliaia di ricercatori che partecipano a progetti futuri di fisica delle particelle, e contribuendo a mantenere la leadership europea del settore.

Acronimo (Bando) ASTERICS (INFRADEV-1-2014-1)


Astronomy ESFRI and Research Infrastructure Cluster ASTERICS indirizza le sinergie trasversali e le sfide comuni alle varie facilities di astronomia ESFRI (SKA, CTA, KM3NeT & E-ELT): esso riunisce, per la prima volta, le comunità di astronomia, astrofisica e astrofisica delle particelle, oltre ad altre infrastrutture di ricerca correlate.

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Il principale obiettivo di ASTERICS è di sostenere e accelerare l'attuazione dei telescopi ESFRI, per migliorare le loro prestazioni rispetto all'attuale stato dell’arte, e vederli operare come un sistema integrato multi-lunghezza d'onda e multi-messaggero. Un importante punto focale è la gestione, l'elaborazione e lo sfruttamento scientifico delle grandi moli di dati che le strutture ESFRI genereranno. ASTERICS cercherà soluzioni a questi problemi al di fuori dei canali tradizionali mediante collaborazioni dirette con l'industria e le PMI specializzate. Inoltre, ASTERICS consentirà agli astronomi provenienti da tutti gli Stati membri di avere ampio accesso ai dati prodotti dai telescopi ESFRI tramite un'interfaccia al sistema Virtual Observatory.

Acronimo (Bando) EuroCirCol (INFRADEV-1-2014-1)


European Circular Energy-Frontier Collider Study L'assegnazione del Premio Nobel per la Fisica 2013 ha riconosciuto il ruolo guida dell'Europa nella fisica delle particelle, che ha una comunità globale di oltre 10.000 scienziati. Per rafforzare la sua pole position nel 21° secolo, l'Europa deve essere pronta a proporre un ambizioso progetto di acceleratore post-LHC nel 2018/19. Il progetto concettuale EuroCirCol è una risposta diretta a questa raccomandazione, avviando uno studio per un collisionatore circolare a 100 TeV attraverso una collaborazione di istituti e università di tutto il mondo. Una nuova infrastruttura di ricerca di tale portata dipende dalla fattibilità di tecnologie chiave spinte al di là dello stato dell'arte attuale. Progetti innovativi per magneti capaci di raggiungere campi di alta qualità fino a 16 T e per un sistema a vuoto criogenico per il fascio sono tra gli elementi obbligatori. Il principale risultato di EuroCirCol sarà di porre le basi per le successive azioni di sviluppo delle infrastrutture che rafforzeranno lo Spazio Europeo della Ricerca come punto focale di cooperazione nella ricerca globale e come leader nella conoscenza e nelle tecnologie di frontiera dei prossimi decenni.

Acronimo (Bando) NITEC (MSCA-IF-2014-EF)

Ruolo INFN: Coordinatore Valore Progetto (€): Totale 168.277 – INFN 168.277

A Negative Ion Time Expansion Chamber for directional Dark Matter search L'obiettivo di questo progetto è la costruzione di un Camera a Proiezione Temporale (TPC) a ioni negativi (NITPC) per ricerche direzionali di materia oscura (DM) nell’Universo. La DM è 5 volte più diffusa della materia normale, ma la sua identità rimane sconosciuta. Esperimenti di rivelazione diretta puntano ad osservare rinculi nucleari di energia molto bassa (10-100 keV): la combinazione di grandi volumi di rivelazione e la miglior risoluzione di posizione ed energia fornita dalla tecnica a ioni negativi può offrire un contributo significativo a questo campo di ricerca. In una NITPC, sono gli ioni negativi che hanno un moto di deriva piuttosto che gli elettroni liberi, riducendo drasticamente la diffusione grazie alla loro massa maggiore. La sua sensibilità al singolo cluster di ionizzazione permetterà a questa NITPC di funzionare in effetti come una Camera a Espansione Temporale (TEC), da cui l’acronimo NITEC. Altri utilizzi di NITEC potrebbero essere quelli di polarimetro a raggi X e micro-dosimetro per adroterapia.

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Acronimo (Bando) 3DSPIN (ERC-2014-CoG)


3-Dimensional Maps of the Spinning Nucleon 3DSPIN fornirà informazioni essenziali per rispondere a domande fondamentali della fisica subnucleare. Allo stato attuale abbiamo mappe dettagliate della distribuzione di quark e gluoni nel nucleone in una sola dimensione e sappiamo anche che gli spin dei quark rappresentano solo circa 1/3 dello spin del nucleone. 3DSPIN aprirà la strada verso una nuova fase di mappatura dei nucleoni, esplorando la distribuzione dei quark in uno spazio tridimensionale e ottenendo informazioni senza precedenti sul momento angolare orbitale. 3DSPIN implementerà moderne procedure di fit per analizzare i dati sperimentali ed estrarre le TMD (Transverse Momentum Distributions) dei quark, in modo simile ai fit delle funzioni di distribuzione partonica standard. I prossimi anni rappresentano una finestra di tempo ideale per realizzare questi obiettivi, grazie alla ricchezza dei dati previsti da esperimenti di Deep Anelastic Scattering (COMPASS, Jefferson Lab), collider adronici (Fermilab, BNL, LHC), e collider elettrone-positrone (BELLE, BABAR).

Acronimo (Bando) iMPACT (ERC-2014-CoG)


innovative Medical Protons Achromatic Calorimeter and Tracker Il progetto iMPACT si propone di realizzare uno scanner di Tomografia Computerizzata a protoni (pCT) in grado di acquisire una immagine completa in 3D con l'esposizione di 1s, aprendo quindi la strada per l'applicazione pratica della tecnica di imaging protonico in trattamenti di radioterapia. Tale sistema d’avanguardia unisce idee innovative messe a punto per i futuri esperimenti di Fisica delle Alte Energie insieme con sviluppi originali nel campo della microelettronica per consentire il tracciamento di particelle cariche alla frequenza del GHz. Lo scanner iMPACT, composto da un tracciatore a pixel monolitici e da un innovativo calorimetro acromatico, migliorerà l’attuale velocità di esposizione pCT di più di un fattore 100, portandola a tempi di circa 1 secondo per una immagine (rispetto al presente ≈ 10 minuti). Il rivelatore iMPACT avrà anche una migliore risoluzione spaziale (uguale o minore di 10 micron) e minore densità di materiale, inferiore (di un fattore 10) rispetto allo stato dell'arte, migliorando ulteriormente la precisione delle immagini 3D.

Acronimo (Bando) GENERA (GERI-2014-1)


Gender Equality Network in the European Research Area Con l'obiettivo principale di affrontare la parità di genere nei settori di Ricerca e Innovazione, il progetto GENERA è stato ideato per applicare un approccio bottom-up teso a migliorare la parità di genere nel campo della ricerca in fisica, come punto di riferimento per le altre scienze. La fisica è un campo con una debole rappresentatività delle ricercatrici e che dà di sé una immagine maschile, quindi sarà la base per l'analisi e gli interventi di GENERA. GENERA comprende inizialmente alcune organizzazioni attive nel campo della fisica: il consorzio sarà poi esteso ad altri importanti istituti di ricerca in Europa e nei paesi associati. Il consorzio GENERA finanzierà l’attuazione di piani di parità di genere e propone una serie di azioni di coordinamento e di

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sostegno con un occhio attento alle differenze culturali in tutta Europa.

Acronimo (Bando) AHEAD (INFRAIA-2014-2015)


Integrated Activities for the High Energy Astrophysics Domain L'obiettivo generale del AHEAD è quello di integrare gli sforzi nazionali in astrofisica delle alte energie, per promuovere il settore a livello europeo, mantenere la sua comunità all'avanguardia della scienza e della tecnologia in questo campo di ricerca competitiva e assicurare che gli osservatori per astrofisica di alta energia siano mantenuti allo stato dell'arte. Lo sviluppo tecnologico si concentrerà sul miglioramento delle alcune tecnologie selezionate, la modellazione dei fondi, la calibrazione incrociata degli strumenti, e studi di fattibilità di strumentazione nello spazio a beneficio delle future missioni a raggi X e raggi gamma. Una componente importante sarà la forte sensibilizzazione del pubblico perché il settore sia ben pubblicizzato a livello nazionale, europeo e internazionale. Una infrastruttura virtuale servirà a stabilire forti legami tra gli istituti e l'industria per creare le basi di un più rapido progresso dell’astrofisica ad alta energia, della strumentazione da inviare nello spazio e di sensoristica all'avanguardia tecnologica in Europa.

Acronimo (Bando) ExaNeSt (FETHPC-2014)


European Exascale System Interconnect and Storage ExaNeSt svilupperà, valuterà e realizzerà i primi prototipi della piattaforma fisica e della soluzione architettonica per una comunicazione e uno stoccaggio dati unificati e le strutture ambientali necessarie per fornire sistemi europei “exascale”. Il consorzio porterà tecnologia, competenze e conoscenza attraverso l'intera catena, dal calcolo IP alla comunicazione per HPC con grandi moli di dati. Basandosi su un decennio di R&S avanzati, ExaNeSt consegnerà la soluzione in grado di supportare la distribuzione alla scala dell’exaflop anche nelle fasi di commercializzazione industriale di follow-up.

Acronimo (Bando) BrightnESS (INFRADEV-1-2015-1)


Building a research infrastructure and synergies for highest scientific impact on ESS I neutroni termici sono una delle più potenti sonde che guardano direttamente la struttura e le dinamiche dei materiali dalla macro- alla micro-scala e dai nano-secondi ai secondi. Questo ha motivato un gruppo di 17 paesi europei a costruire la sorgente di neutroni più potente del mondo, la European Source spallazione (ESS). Questo progetto fa parte di un programma integrato che assicura che le sfide chiave siano affrontate al fine di costruire una ESS in grado di fornire conoscenze scientifiche e tecnologiche ad alto impatto. BrightnESS farà in modo che le vaste conoscenze e competenze delle imprese e delle istituzioni europee siano forniti sotto forma di contributi “in kind” alla ESS per la sua costruzione e il funzionamento e che il trasferimento di tecnologie da e verso la ESS alle istituzioni e le imprese europee sia ottimizzato per ottenere le massime prestazioni tecniche dalla sorgente ESS stessa e dai suoi moderatori e rivelatori.

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Acronimo (Bando) West-Life (EINFRA-2015-1)


World-wide e-infrastructure for structural biology West-Life rientra nel programma Virtual Environment Research (VRE) delle e-Infrastructure (EINFRA-9-2015). Dato che lo studio della biologia strutturale si sta spostando da singole macromolecole prodotte da organismi procarioti più semplici, alle strutture macromolecolari degli organismi superiori, i biologi strutturali ora hanno spesso bisogno di utilizzare tecniche complementari al fine di rispondere a domande sempre più complesse. Il West-Life VRE piloterà una infrastruttura per la memorizzazione e l'elaborazione dei dati al fine di sostenere il crescente utilizzo di tecniche combinate. Si svilupperà la gestione ed elaborazione dei dati in pipeline automatizzate e integrate per la biologia strutturale, consentendo ai biologi strutturali di utilizzare i servizi generici sviluppati da EUDAT e dalla European Grid Initiative (EGI). Nel fare questo, West-Life espanderà il portfolio del precedente progetto FP7 WeNMR dell'UE, in cui l'INFN era anche coinvolto, in modo da coprire tutti gli aspetti della biologia strutturale, al servizio della comunità INSTRUCT ESFRI.

Acronimo (Bando) AMVA4NewPhysics (MSCA-ITN-2015)


Advanced Multi-Variate Analysis for New Physics Searches at the LHC Il prossimo periodo di presa dati a LHC a 13 TeV fornirà misurazioni dettagliate delle proprietà del bosone di Higgs e permetterà di estendere in modo significativo la sensibilità a nuovi fenomeni di fisica. Poiché LHC è l'unico acceleratore attualmente in grado di esplorare la frontiera dell'energia, è imperativo che l'analisi dei dati raccolti utilizzi le più potenti tecniche possibili. Negli ultimi anni, diverse analisi hanno utilizzato tecniche di analisi multivariata, ottenendo maggiore sensibilità; ma c'è ampio spazio per ulteriori miglioramenti, con l'obiettivo di massimizzare le possibilità di nuove scoperte di fisica. Il progetto punta a creare una rete di istituzioni europee per favorire lo sviluppo e lo sfruttamento di Advanced Multi-Variate Analysis (AMVA) per ricerche di nuova fisica. La rete offrirà una formazione in fisica e in tecniche di analisi avanzate a studenti laureati, e si concentrerà sul fornire loro il know-how e l'esperienza per aumentare le loro prospettive di carriera dentro e fuori il mondo accademico.

Acronimo (Bando) MUSE (MSCA-RISE-2015)


Muon campus in US and Europe Il Progetto MUSE ospiterà nei prossimi anni due esperimenti di livello mondiale dedicati alla ricerca di segnali di nuova fisica. Muon g-2 determinerà con una precisione senza precedenti il momento magnetico anomalo del muone, mentre Mu2e migliorerà di quattro ordini di grandezza in sensibilità la ricerca per il processo non ancora osservato di Charged Lepton Flavour Violating (CLFV) per il decadimento senza neutrini di un muone in due elettroni. Gli Istituti di ricerca europei hanno un ruolo di primo piano sia nello sviluppo del rivelatore, sia nella costruzione, nella calibrazione e nell'analisi dei dati. I risultati degli esperimenti al Laboratorio Fermilab (FNAL) negli USA completeranno quelli provenienti da ricerche CLFV simili in corso in Europa.

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L'obiettivo di questo progetto è di stabilire nuove collaborazioni tra i gruppi europei che partecipano alle attività di MUSE e di rafforzare la partnership pluriennale già esistente con FNAL. Le infrastrutture comunitarie esistenti capaci di verificare ad esempio la resistenza alle radiazioni e di caratterizzare i componenti dei rivelatori in costruzione per questa ricerca, renderà il contributo europeo significativamente più forte.

Acronimo (Bando) UFSD (ERC-2014-ADG)


Ultra-Fast Silicon Detectors: Enabling Discoveries UFSD si propone di sviluppare un nuovo concetto di tracciatore di particelle, unendo le eccellenti risoluzioni temporale (~10 picosecondi) e di posizione (~30 micron) in un unico dispositivo. Molte applicazioni, tra cui la PET, la spettroscopia di massa, la rivelazione di raggi X, e la fisica delle particelle sono limitati nella loro prestazioni dalla mancanza di informazioni precise su tutte le 4 dimensioni. Questo vincolo è particolarmente evidente quando si lavora in piccoli volumi e ambienti ostili, dove i rivelatori di tempo non possono essere facilmente alloggiati. L'obiettivo di UFSD è di creare una nuova famiglia di rivelatori di silicio, sulla base della moltiplicazione di carica controllata. Sfide significative dovranno essere affrontate lungo questo percorso di ricerca, tuttavia le simulazioni preliminari e i primi prototipi stanno indicando che questo approccio ha il potenziale di trasformare radicalmente i rivelatori attuali e consentirà a numerose applicazioni di raggiungere le loro prestazioni di picco.

Acronimo (Bando) HNSciCloud (ICT-2015)

Ruolo INFN: Partner Valore Progetto (€): Totale 6.770.127– INFN 27.450

Helix Nebula – The Science Cloud Nei prossimi 10-15 anni la generazione di grandi quantità di dati creati dalla ricerca scientifica creerà enormi sfide per l'acquisizione, la gestione e la elaborazione di questi dati. Prove sono già state effettuate ma ad oggi servizi cloud commerciali non giocano un ruolo significativo negli ambienti informatici di produzione per il settore della ricerca finanziata con fondi pubblici in Europa. Stimolata dall'impegno di Pre-Commercial Procurement (PCP) delle principali organizzazioni di ricerca provenienti da sette Nazioni, HNSciCloud riunirà fornitori di servizi cloud commerciali, e sarà finanziata con fondi pubblici legati alle e-infrastructure e con risorse interne dei potenziali clienti per costruire una piattaforma di cloud ibrido in cima alla quale si può sviluppare un mercato competitivo per una vasta gamma di utenti. Questo progetto unirà le attività di sviluppo, di politica scientifica e di approvvigionamento tecnico in Europa per rimuovere la frammentazione e massimizzare lo sfruttamento delle risorse. L'allineamento delle strategie commerciali e pubbliche (regionali, nazionali e europee) aumenterà il tasso di innovazione e permetterà a HNSciCloud di contrarre le necessità di una piattaforma ibrida in grado di soddisfare le esigenze della ricerca scientifica mondiale.

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Acronimo (Bando) EuPRAXIA (INFRADEV-1-2014-1)


Proposal for a Horizon 2020 Design Study on the “European Plasma Research Accelerator with eXcellence In Applications” EuPRAXIA fornirà una progettazione concettuale per il primo acceleratore a 5 GeV basato su tecnologia di accelerazione a plasma di qualità industriale. EuPRAXIA è il passaggio necessario tra esperimenti basati su prove di laboratorio e acceleratori innovativi, ultra-compatti, per la scienza, l’industria, la medicina e naturalmente la prossima frontiera di energia per le ricerche di fisica fondamentale. Lo studio progetterà la tecnologia degli acceleratori e dei sistemi laser necessari a migliorare la qualità dei fasci di particelle basati su accelerazione a plasma. Due aree utente saranno sviluppate una per una nuova scienza di Free Electron Laser e una per la Fisica delle Alte Energie. Sarà proposto un modello di implementazione completo, incluso uno studio comparativo dei possibili siti di installazione in Europa, una stima dei costi e uno schema per la costruzione distribuita, che comprenda l’avvio della costruzione di un sito centrale nel 2020.

Acronimo (Bando) InvisiblesPlus (MSCA-RISE-2015)


InvisiblesPlus (continuazione di Progetto FP7 “Invisibles”) I neutrini e la Materia Oscura sono le componenti più abbondanti dell'universo. InvisiblesPlus sarà il primo programma transnazionale che indirizzi lo studio delle proprietà di neutrini e Dark Matter in generale, le loro interfacce e inoltre le connessioni delle loro asimmetrie di particella/antiparticella con quelle dell'universo visibile. Complementerà, continuerà e soprattutto estenderà a un nuovo standard qualitativo la condivisione di conoscenze e la collaborazione a lungo termine ben consolidata nel precedente ITN Invisibles. Tra le sue qualità salienti, oltre alla mutua partecipazione di teorici e sperimentali, e di competenze di alto livello da parte di paesi emergenti, c’è un equilibrio di genere ottimale, con oltre il 50% donne ricercatrici, oltre al coordinatore.

c. Personale (ETP) a supporto del Servizio Coordinamento Fondi Esterni Il supporto centrale al coordinamento delle azioni dell'Istituto volte a facilitare e valorizzare la partecipazione dei ricercatori ai bandi competitivi si avvale di 7 ETP (tra tempo determinato e tempo indeterminato) distribuiti su varie tipologie professionali. d. Fonti di finanziamento Programma Quadro Commissione Europea Horizon 2020

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7.5.1 Collaborazioni Nazionali (Programma Operativo Nazionale)

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento Descrizione Collaborazioni Nazionali (PON)



a. Finalità e Obiettivi Promuovere, valorizzare e diffondere i valori della ricerca scientifica, dello sviluppo tecnologico, e dell’innovazione per la competitività del sistema Paese. Rafforzare e valorizzare l'intera filiera della ricerca e le reti di cooperazione tra il sistema della ricerca e le imprese, per contribuire alla competitività e alla crescita economica; sostenere la massima diffusione e utilizzo di nuove tecnologie e servizi avanzati; innalzare il livello delle competenze e conoscenze scientifiche e tecniche nel sistema produttivo e nelle Istituzioni. Favorire la creazione di reti tra Università, centri di ricerca e mondo produttivo sviluppando meccanismi concorrenziali e cooperativi. Sviluppare contenuti, applicazioni e servizi digitali avanzati e accrescerne la capacità di utilizzo, l'accessibilità e fruibilità. In particolare, per progetti improntati alla tecnologia Cloud, le finalità includono una gestione elastica delle risorse di calcolo e storage da parte degli utenti, rendendo possibile l’adozione di soluzioni esistenti, adattandole alle proprie esigenze. Le varie attività sono naturalmente orientate ed attuate nell’ambito della strategia individuata nella “Smart Specialization Strategy” nazionale e regionale. Inoltre, dal momento che la struttura del PON Ricerca e Innovazione 2014-2020, favorisce l’integrazione con altri programmi operativi, in alcuni progetti di eccezionale rilevanza ed ora in fase di ideazione si potrà agire secondo una logica di integrazione tra i fondi. Gli ambiti entro cui il programma si applica trovano, infatti, molto spesso corrispondenza tra le attività di ricerca dell’INFN e per cui l’Istituto è già impegnato in Cluster tecnologici nazionali o con altri Enti pubblici di ricerca o con le imprese nazionali. L’Istituto, attraverso le sedi operanti nelle regioni transfrontaliere, collabora anche alla realizzazione di progetti nell’ambito della Cooperazione Territoriale Europea b. Contenuto Tecnico Scientifico

Acronimo (Identificatore) EMSO-MEDIT (PON R&C 2007-2013) PAC PAC01_00044/2 DD 1258 28/06/2013

Scadenza: 30/06/2016 Valore Progetto (€): 2.900.000

Il Progetto è sviluppato da un partenariato costituito da INGV (capofila del progetto), CNR, INFN, SZN e ISPRA, e prevede il potenziamento delle infrastrutture per la ricerca in ambiente marino situate nelle Regioni della Convergenza. L’INFN si occupa del potenziamento del sistema di terminazione del cavo elettro ottico principale e del potenziamento del sistema di acquisizione ed elaborazione dati dell’infrastruttura sottomarina di Portopalo e del Test Site di Catania. Il progetto rappresenta un forte punto di unione tra i due progetti ESFRI KM3 ed EMSO. La rete EMSO copre sia il fondo marino sia la colonna d'acqua ed è distribuita dall'Artico al Mar Nero passando per l'Atlantico e il Mediterraneo. Il concetto è quello di realizzare una rete

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che sia in grado di rilevare lunghe serie temporali di dati con gli opportuni campionamenti al fine di evidenziare e studiare le variabilità nel tempo dei diversi fenomeni. Ciò permetterà di affrontare importanti sfide, quali la comprensione scientifica e la mitigazione degli effetti dei pericoli naturali (come terremoti, tsunami, vulcani o frane sottomarine), lo studio dei cambiamenti climatici, delle variazioni del livello dei mari e dei cambiamenti negli ecosistemi marini. L' acquisizione dei dati avverrà in tempo reale, un requisito imprescindibile per l’integrazione dei dati, come avviene già in uno dei 12 siti del progetto, nell'osservatorio dell'INGV e dell'INFN chiamato NEMO-SN1 e situato al largo della costa della Sicilia orientale (ad oltre 2000 m di profondità nello Ionio occidentale). L'osservatorio, dotato di sensori geofisici e oceanografici, trasmette i dati in tempo reale tramite cavi elettro-ottici e rappresenta il primo prototipo di nodo operativo di EMSO.

Acronimo (Identificatore) DT-AMAR-Sicilia (PON03_01201 Asse 1.1.2)

Scadenza:31/12/2016 Valore Progetto (€): 410.000

Il piano di attuazione del Distretto AMar Sicilia, oltre allo sviluppo di 2 progetti di ricerca industriale, sviluppo sperimentale e formazione, a valere sui fondi PON, prevede anche l'attivazione di una più ampia progettualità per soddisfare l'importante richiesta espressa dai Soci in materia di ricerca e sviluppo e l'immissione sul mercato di servizi e prodotti ad elevato contenuto tecnologico e valore aggiunto, con riferimento alla domanda di servizi/prodotti generata sia dai soci, sia da attori esterni alla compagine, non esclusivamente localizzati nel territorio regionale. Il Distretto AMar Sicilia, si propone quale aggregazione tra Istituzioni della ricerca, Università e Imprese, guidata da uno specifico organo di governo, per sollecitare la cooperazione e le sinergie nello sviluppo dell'ambito di specializzazione sull'Ambiente marino.

Acronimo (Identificatore) IGH-ION (PON03_0097 Avv. 713/Ric)


Studio e sviluppo di un linea di trattamento clinico con protoni e ioni in adroterapia nell’ambito delle attività del Distretto Tecnologico ad Alta Tecnologia Biomedico della Sicilia. I partner sono CNR, due PMI siciliane, il Consorzio COMETA e Energy Technology SpA.

Acronimo (Identificatore) CAGLIARI 2020 (PON04a2_00381, Avv. 84/Ric)


Soluzioni Cloud per mobilità urbana e per il miglioramento della situazione energetica e ambientale Partenariato: INFN (Cagliari e CNAF), Università di Cagliari, Vitrociset (GA), SPACE (PMI), CRS4, Consorzio Trasporti Municipale Cagliari. Aree applicative: mobilità, trasporti, ambiente, sensor data collection. Le soluzioni sviluppate possono essere applicate ad altre realtà urbane, nazionali, europee ed extraeuropee. L'INFN è coinvolta, oltre che per la parte di sensoristica ambientale, per: definire le condizioni per poter utilizzare un'infrastruttura cloud; offrire supporto nel “porting” delle applicazioni del progetto su piattaforma cloud; sviluppare gli strumenti specifici per l'utilizzo di infrastrutture cloud.

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Acronimo (Identificatore) Open City Platform (OCP) SCN_00467 e SIN_00611 (ICT4Citizen) Avv. 391/RIC 05/07/2012

Scadenza: 30/06/2017

Valore Progetto (€): 2.300.000

Obiettivi: fornire soluzioni cloud e strumenti che consentano alle PA di condividere e riutilizzare applicazioni e servizi, e ai cittadini di accedere in modo semplice ai servizi. Aree applicative: smartGov, catasto e tributi, salute e qualità del cibo, infomobilità e videosorveglianza. Partenariato: Almaviva, Maggioli, Santer Reply, TD Group, ATI Marche (12 PMI), ATI Toscana (8 PMI), INFN (Bari, CNAF, Padova, Perugia e Torino), UNICAM, (ISMB).

c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi



• FESR ed FSE (PON Convergenza, Piano di Azione e Coesione - PAC)

• PNR (al di fuori del FOE, per i bandi a gestione diretta di vari ministeri, non solo MIUR) • MIUR • MAE

137

7.5.2 Collaborazioni Regionali e Locali (Programma Operativo Regionale)

Indicare se Dipartimento Area di Intervento HORIZON 2020 Altra Area di Intervento Descrizione Collaborazioni regionali e locali (POR e assimilati)


Data Inizio: Data Fine: a. Finalità e Obiettivi L’approccio innovativo adottato dall’Unione Europea nell’attuale periodo di programmazione presuppone, come ricordato nel paragrafo precedente, l’effettivo coordinamento tra diversi strumenti e nei diversi territori del Paese. Al riguardo l’INFN può contare su una fitta rete di centri e laboratori all’avanguardia disseminata su tutto il territorio nazionale, l’Istituto è infatti presente con la sua organizzazione scientifica, tecnologica e amministrativa quasi in ciascuna Regione/Provincia autonoma. Il contatto con il territorio è effettivo e costante, l’Istituto ne è parte integrante e per tutti questi motivi è in grado di fornire un importante contributo alla crescita della competitività dei diversi territori anche in risposta alle grandi sfide sociali. Rafforzare la ricerca, lo sviluppo tecnologico e l'innovazione e favorire lo sviluppo della professionalità dei ricercatori, la loro capacità progettuale e la loro autonomia. Migliorare l'accesso alle tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Migliorare e valorizzare le risorse umane; attività di ricerca e conseguimento conoscenze trasferibili alle imprese, a favore di giovani laureati e diplomati. Politiche per l'anticipazione e gestione dei cambiamenti: promozione della competitività. Creazione/consolidamento di reti tra università, centri di ricerca, mondo produttivo ed istituzionale con particolare attenzione alla promozione della ricerca e dell'innovazione. Diffondere ed applicare i risultati della ricerca oltre l’accademia. Interventi speciali: sia di carattere infrastrutturale, sia di carattere immateriale: - Trento Institute for Fundamental Physics and Application (TIFPA) Realizzare e/o consolidare infrastrutture di ricerca per migliorare l’accessibilità ai servizi di ricerca e per l’internazionalizzazione, anche eventualmente a parziale supporto del mondo produttivo. Sostenere lo sviluppo del capitale umano in un’ottica d’incremento della competitività sul piano internazionale e di miglioramento dell’integrazione economica e sociale. Anche attraverso una più intensa collaborazione con Università/EPR/altre Istituzioni di Ricerca pubbliche e private. In aggiunta ai progetti sotto menzionati, l’INFN ha ottenuto risultati di rilievo in molte iniziative locali, a valere su fondi regionali o legati a Fondazioni (bancarie e non), con particolare attenzione alla formazione di giovani che possono essere inseriti, già nel corso del progetto, in realtà produttive locali, favorendo in tal modo il trasferimento diretto della conoscenza.

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Acronimo (Identificatore) ARIANNA - Ambiente di Ricerca Interdisciplinare per l'Analisi di Neuroimmagini Nell'Autismo" Bando FAS SALUTE 2014/PAR FAS 2007 - 2013

Avvio previsto: aprile/maggio 2016 Scadenza/durata: 24 mesi prorogabile di ulteriori 6 mesi

Valore Progetto (€): 881.700,00 – INFN 367.900,00

La complessa interazione tra i fattori di rischio genetici, le influenze ambientali e il profilo immunitario rende i Disturbi dello Spettro Autistico (DSA) una condizione molto eterogenea, la cui comprensione necessita di uno sforzo congiunto da parte di gruppi di ricerca multidisciplinari. L’obiettivo del progetto è quello di creare un modello innovativo di ricerca condivisa, basato su ambiente informatico di lavoro dedicato alla ricerca (ARIANNA, Ambiente di Ricerca Interdisciplinare per l'Analisi di Neuroimmagini Nell'Autismo), che collegherà e sosterrà la comunità dei neuropsichiatri, consentendo di superare l'attuale frammentazione degli studi sui DSA basati su neuroimmagini. La sinergia tra ricercatori di organismi di ricerca e aziende porterà allo sviluppo di una piattaforma a cui gruppi di studiosi internazionali potranno accedere per caricare neuroimmagini e informazioni cliniche dei pazienti, usufruire di un servizio di analisi dati on demand ed effettuare analisi congiunte mettendo in comune dati e competenze. Beneficiari: Fondazione Stella Maris (Capofila), INFN Sezione di Pisa, CNR Partecipano al progetto anche due imprese che non beneficeranno del contributo.

Acronimo (Identificatore)

"NEOLITE - Nuove tEcnologie elettrOniche di aLimentazione In ambienTe ostilE " BANDO N. 2: Progetti di ricerca e sviluppo delle PMI POR FESR Toscana 2014-2020

Avvio previsto: aprile/maggio 2016 Scadenza/durata: 18 mesi prorogabile di ulteriori 4 mesi

Valore Progetto (€):1.880.000,00 – INFN 188.000,00

Il progetto NEOLITE ha l'obiettivo di realizzare sistemi innovativi di alimentazione intelligenti capaci di operare in condizioni ostili, in presenza di radiazioni ionizzanti e di campo magnetico. Verranno studiati due diversi ambiti applicativi: l’imaging medicale basato sull’integrazione di MRI e PET (che permette l’integrazione rispettivamente di informazioni morfologiche e fisiologiche negli organismi viventi), i rivelatori di particelle per la fase ad alta luminosità di LHC (HL-LHC), in particolare i tracciatori interni a semiconduttore. Il progetto porterà alla realizzazione di un prototipo dimostratore per ciascuna di queste applicazioni. Il lavoro prevede lo studio delle specifiche richieste da ciascun ambito applicativo, lo studio e la selezione di materiali, componenti e sensori e loro test in ambiente ostile, la progettazione e la realizzazione dei due dimostratori e il test dei medesimi in ambiente ostile. Beneficiari: Imprese: CAEN, DESYS, AGE Organismi di Ricerca: INFN Sezione di Firenze, Università di Firenze, Università di Pisa

Acronimo (Identificatore) PERSON – PERvasive game for personalized treatment of cognitive and functional deficits associated with chronic

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and Neurodegenerative diseases Cluster Tecnologici Regionali http://www.sistema.puglia.it/SistemaPuglia/bando-clustertecnologici

Durata del progetto: 2 anni (01/09/2015 - 31/08/2017)

Valore Progetto (€): 2.290.000,00 – INFN 291.727,20

Il progetto PERSON mira a realizzare un ambiente ICT diagnostico e terapeutico, basato su un sistema pervasivo e innovativo, con il quale fare diagnosi precoce delle malattie neurodegenerative e supportare processi di terapia personalizzata nel caso in cui siano rilevate situazioni patologiche. Sarà sviluppato un pervasive game di nuova generazione, con il quale l’utente potrà interagire e che durante l’interazione sarà in grado di diagnosticare, insieme al medico, lo stato della patologia del giocatore e proporre esercizi terapeutici in forma di gioco alleviando i sintomi del decadimento cognitivo e/o rallentando il decorso della malattia. Il continuo adattamento della terapia rispetto alle reazioni dei pazienti sarà implementato grazie a componenti hardware indossabili (sensori e attuatori) e agli algoritmi di user profiling & adaptivity in grado di capitalizzare i dati di eletroencefalogramma raccolti e di disegnare un profilo paziente estremamente sensibile sul quale definire le terapie da somministrare. Gli algoritmi sviluppati nel progetto PERSON saranno disponibili e potranno essere utilizzati sulla piattaforma Cloud PRISMA operata dal Datacenter ReCaS.Beneficiari Beneficiari: Imprese: Grifo multimedia, APIS, Noema Life S.p.A., Santer Reply S.p.A., SENSICHIPS s.r.l. Organismi di Ricerca: INFN Sezione di Bari, Università di Bari, Politecnico di Bari

c. Personale Impiegato (indicare il rapporto giornate/uomo) Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo

Tecnici



Amministrativi

Tecnici


c. Altro Personale


Assegnisti

Borsisti

Co.Co.Co

Comandi in Entrata

Dottorandi


140


• FESR ed FSE • FAS • FAR • Fondo di sviluppo e coesione (FSC) • MIUR • Ministero della Salute (bandi ricerca finalizzata, ecc.) • MISE per specifici territori/aree (e.g. bando cratere sismico aquilano; ricerca e sviluppo: dedicato

all'industrializzazione di R&D sui temi di H2020; spin off della ricerca e nuove imprese innovative SMART)

• Progetti finanziati con bandi a valere su leggi regionali sulla ricerca scientifica

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8 Attività di Terza Missione

a. Finalità e Obiettivi

Numerose sono le attività che INFN svolge nell’ambito della cosiddetta Terza Missione. Le principali riguardano la formazione, la diffusione della cultura scientifica e le attività di trasferimento tecnologico. Queste attività sono intrinsecamente presenti nell’attività istituzionali dell’INFN e negli ultimi anni sono state rafforzate dall’attenzione rivolta alle ricadute della scienza sulla società. Le modalità con cui si articolano queste attività sono varie. I suoi dipendenti tengono corsi istituzionali in vari corsi di Laurea. Centinaia di laureandi (di entrambi i livelli) e dottorandi effettuano le loro ricerche all’interno delle attività INFN (e da questo sono finanziariamente supportati). A livello post-laurea l’Ente organizza vari corsi di aggiornamento professionale rivolti sia a personale che lavora nell’area della fisica nucleare e subnucleare che a personale (ad es. personale medico) che utilizza strumenti propri della fisica di base. L’Istituto organizza, da solo o con le Università, Master professionalizzanti nelle sue aree di competenza. L’INFN organizza corsi di aggiornamento professionale per docenti delle secondarie, tesi ad allineare i loro curricula alle nuove richieste della società. L’INFN compie da sempre un grande sforzo di divulgazione delle sue attività e delle sue scoperte diretto al pubblico in generale ed agli studenti delle scuole in particolare. Basandoci sulle tendenze in atto ci aspettiamo che complessivamente queste attività rimangano almeno costanti nei prossimi anni. Sul fronte del Trasferimento Tecnologico, l’ente promuove la nascita e lo sviluppo di network ricerca-imprese-territorio che possano contribuire alla competitività e allo sviluppo economico e imprenditoriale del Paese e delle sue articolazioni territoriali, nei settori in cui possono trovare applicazione le tecnologie sviluppate dall’INFN. L’ente lavora per consolidare le relazioni di interscambio con il sistema imprenditoriale attraverso un modello che valorizzi la ricerca attraverso collaborazioni durature e iniziative di TT solide, salvaguardando la natura dell’Istituto come ente che svolge ricerca di base, avvalendosi inoltre delle opportunità offerte dal programma europeo Horizon 2020. In questo settore gli obiettivi sono il potenziamento dell’attività di protezione della proprietà intellettuale (PI); il potenziamento dei servizi interni di supporto alla negoziazione della contrattualistica e licensing; la creazione di nuove spin off companies. In questo spirito l’INFN ha prodotto ed approvato il 23 aprile 2015 il nuovo “Disciplinare per la tutela, lo sviluppo, la valorizzazione delle conoscenze INFN”, un documento unico ed uniforme per la gestione dei diritti di proprietà intellettuale, degli accordi di ricerca collaborativa, dei contratti per prestazioni di attività e servizi a favore di terzi, degli accordi di valorizzazione e degli accordi di riservatezza.

b. Servizi erogati (attività di alta formazione)

L’INFN ricopre, nell’ambito dell’alta formazione, vari ruoli. Storicamente, i forti legami con le Università, sia attraverso il personale associato, che i suoi stessi ricercatori, permettono all’Istituto di svolgere uno dei suoi ruoli più importanti: formare la nuova generazione di scienziati. L’INFN ha quindi un ruolo importante sia nei programmi di Laurea Magistrale (Laurea Master di II livello), che nel dottorato (PhD) in Fisica. Dal 2013 l’INFN ha fondato (insieme a SISSA di Trieste, Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ed IMT di Lucca) una scuola di alta formazione dottorale (Gran Sasso Science Institute-GSSI) a L’Aquila. Si tratta del primo caso di un corso dottorale affidato ad un Ente di Ricerca, ed il primo caso di una scuola di Alta Formazione a Sud della Toscana. Alla fine del 2015 l’ANVUR ha valutato positivamente i risultati conseguiti nel triennio sperimentale. Il 25 marzo 2016 ha presentato un Decreto Legge per la stabilizzazione e il riconoscimento del GSSI come scuola di dottorato internazionale. I legami con le Università si sono rafforzati ulteriormente con l’istituzione di dottorati in convenzione con numerose sedi universitarie: nel corso del 2014 ne sono stati attivati otto e

142

precisamente: Bari, Bologna, Ferrara, Padova, Roma Tor Vergata, Roma Tre, Politecnico Torino e Trento, mentre nel corso del 2015 sono state deliberate altre tre convenzioni (Milano Bicocca, Trieste e Roma) e si prospetta di ampliare le convenzioni ad altre Università. Le competenze dell’INFN hanno permesso di erogare con continuità corsi di formazione dedicati a imprese ed enti pubblici, principalmente scuole nell’ambito del progetto “Incontri di Fisica 2014” presso i LNF. Particolarmente rilevanti e impegnativi sono i corsi erogati online ed i programmi di formazione permanente con borse di studio di durata 15 mesi con tutoraggio one-to-one gestito dai LNGS. Obiettivi - consolidare la partecipazione dei ricercatori e tecnologi dell’INFN nella didattica di alta

formazione universitaria; - incrementare il numero di dottorati in convenzione estendendo la copertura sul territorio

nazionale; - mantenere gli attuali livelli qualitativi e quantitativi dei corsi di formazione continua e

permanente.

Tabella 8.b.1 Collaborazione ad attività formative istituzionali svolte dalle università (anno 2014) Numero totale di corsi di didattica universitaria (corsi di laurea, master) erogati

241

Numero totale di ore di didattica universitaria complessivamente erogate 8398 Numero di ricercatori e tecnologi complessivamente coinvolti 184 Numero totale di corsi di dottorato in convenzione 11

Numero totale di studenti di dottorato attivi nell’anno 780 Numero di borse di dottorato erogate dall’ente 189

Tabella 8.b.2 Formazione continua e permanente Numero totale di corsi erogati 34 Numero totale di ore di didattica assistita complessivamente erogate 11941 Numero totale di partecipanti 330 Numero di ricercatori e tecnologi coinvolti complessivamente 88 Numero di organizzazioni esterne coinvolte come utilizzatrici dei programmi 190 di cui imprese 18 di cui enti pubblici (158 sono scuole) 172 di cui istituzioni no profit 0

c. Servizi conto terzi

Il “Disciplinare per la tutela, lo sviluppo la valorizzazione delle conoscenze INFN” è stato approvato dal Consiglio Direttivo nella riunione del 23 aprile 2015. Tale disciplinare, oltre che aggiornare la normativa interna, stabilisce un sistema di deleghe alla Strutture volte a snellire le procedure. Il trend delle attività di Trasferimento Tecnologico è positivo ed è documentato dal numero complessivo dei contratti negoziati, dal numero delle unità operative che si sono attivate nel 2014, dall’uso dello strumento del conto terzi e dall’aumento del volume delle entrate. Obiettivi nel triennio: - mantenere e possibilmente incrementare l’attuale livello delle entrate per ricerca

commissionata; - aumentare significativamente le entrate per prestazioni a tariffario e da attività commerciali.

Tabella 8.c Attività conto terzi Entrate commerciali

-‐ di cui Entrate per ricerca commissionata 10349942 € -‐ di cui Entrate per prestazioni a tariffario 3167 € -‐ di cui Entrate per attività didattica in conto terzi, seminari e

convegni 118706 €

-‐ di cui altre Entrate da attività commerciali 115136 €

143

Entrate finalizzate da attività convenzionate (contratti/ convenzioni/ accordi di programma)

Trasferimenti correnti da altri soggetti Trasferimenti per investimenti da altri soggetti Totale generale 10586950 €

d. Attività di public engagement

Nei rapporti con i media l’INFN si è consolidato come un’importante fonte di informazione e un punto di riferimento per i giornalisti scientifici italiani e le agenzie di stampa. L’INFN ha notevolmente aumentato l’impegno nel public engagement nel corso degli anni, avendo da tempo compreso l’importanza di far conoscere le proprie attività nei vari ambiti della ricerca scientifica di base e, non ultimo, nel trasferimento tecnologico. L’INFN ha così deciso di impegnarsi su molteplici fronti e di investire nell’ideazione, progettazione e realizzazione di iniziative, spesso innovative, diversificate per tipologia, medium e target, mirando al coinvolgimento di pubblici diversi e sempre più ampi. L’INFN conduce così progetti a livello nazionale coordinati dal proprio Ufficio Comunicazione e a livello locale dalle singole strutture presenti sul territorio. Svolge progetti di didattica nelle scuole, come le Masterclass e Radiolab, e pubblica una rivista dedicata agli insegnanti, Asimmetrie, al fine di offrire loro uno strumento di approfondimento, da utilizzare in classe per introdurre i giovani studenti ai temi della ricerca di frontiera. Per raccontare di scienza in modo suggestivo, coinvolgente e curioso, progetta e cura conferenze pubbliche e spettacoli in collaborazione con artisti, come nello spettacolo “Quello che non so” cui partecipano assieme agli scienziati anche giocolieri e attori. Oppure, assieme a professionisti di altri settori, come ne Il Gusto dell’Universo, un dialogo tra il mondo della fisica e quello dell’alta cucina. Oppure ancora assieme a musicisti di fama internazionale, come in “Fisica in Jazz”, una narrazione scientifica accompagnata dalle note di trombone e tromba. Stesso scopo hanno le mostre, realizzate anche qui in collaborazione con artisti, come la mostra “Oltre il Limite” al MUSE di Trento,. Inoltre, progetta installazioni itineranti che possono essere allestite nelle piazze delle città, come Meet LHC. L’INFN partecipa poi a manifestazioni pubbliche e festival, nazionali e internazionali, non solo di scienza ma anche inerenti ad altri ambiti culturali, come il Festival Filosofia di Modena, Il Festival della Scienza di Roma, il Festival della Scienza di Pechino. Cura cicli di trasmissioni televisive su canali educational nazionali, e gestisce un sito interattivo, ScienzaPerTutti, al quale gli studenti possono rivolgersi sia per consultare i contenuti didattici, sia per interpellare gli esperti, così da preparare in modo più approfondito le loro attività scolastiche. Inoltre l’INFN aderisce, in modo capillare sul territorio, alle grandi e tradizionali iniziative internazionali di disseminazione al grande pubblico: dalla “Notte Europea dei Ricercatori”, alla “Settimana della Cultura Scientifica”. Infine, l’INFN apre le porte delle proprie strutture al pubblico, accompagnandolo nella visita e facilitando l’avvicinamento anche ai temi più complessi con laboratori, seminari divulgativi e iniziative che vedono come guide gli stessi ricercatori, impegnati in prima linea e con passione in tutte le attività di terza missione dell’Istituto.

INIZIATIVE NAZIONALI Tabella 8.d Iniziative di Public engagement Data/ periodo di svolgimento dell’iniziativa

23 gennaio 2015 – h. 21.00

Titolo dell’iniziativa Quello Che Non So (science show)

Categoria/e di attività di public engagement (sulla base della lista sopra indicata; sono possibili risposte multiple)

- Organizzazione di eventi pubblici - Iniziative di orientamento e interazione con le scuole superiori - Iniziative di divulgazione rivolte a bambini e giovani

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Breve descrizione (allegare un testo max 500 battute)

Intrecciando scienza e arte di strada (giocoleria e sand-art), video, musica e letture, lo spettacolo guida il pubblico alla scoperta di alcuni tra i temi più affascinanti della ricerca contemporanea, quali la materia oscura, l'energia oscura, l’antimateria. Con una doppia narrazione, scientifica e poetica, il racconto percorre l'origine e l'evoluzione dell’universo, la sua struttura fatta di oggetti visibili e invisibili, le questioni aperte che oggi animano le frontiere della conoscenza.

Budget complessivo utilizzato 33.000,00€

(di cui) Finanziamenti esterni 10.000,00€ concessione uso teatro a titolo gratuito da parte di Fondazione Musica per Roma.

Attività di promozione gratuita (non quantificabile) da parte di Festival delle Scienze di Roma e Fondazione Musica per Roma

Impatto stimato (ad es. numero di partecipanti effettivi per eventi; numero documentato di accessi a risorse web; numero copie per pubblicazioni; audience stimata per eventi radio/TV, etc.)

Pubblico presente: 700 persone circa. Collegate in diretta streaming e sul portale di Rai Scuola e www.rai.tv: circa 1000.

Audience RAI Scuola su canale 146 digitale terrestre (4 repliche).

Link a siti web (se disponibili) http://home.infn.it/it/comunicazione/eventi/1359-quello-che-non-so

Data/ periodo di svolgimento dell’iniziativa

27 Maggio 2015, MUSE di Trento

25 Settembre 2015, Expò Gate, Milano

Titolo dell’iniziativa IL GUSTO DELL’UNIVERSO – Storia cosmica in tre portate (science show)

Categoria/e di attività di public engagement e obiettivi

Evento Pubblico

L’evento ha l’obiettivo di declinare in un modo inedito la divulgazione dei contenuti della fisica contemporanea, inserendosi, tra l’altro, nel tema di Expo 2015, che ha ovviamente dominato la comunicazione pubblica in Italia per quell’anno. Essere presenti nella ribalta internazionale di Expo e rafforzare la partnership già esistente con MUSE di Trento.


Uno show a base di invenzioni culinarie per parlare di fisica e di universo, in cui lo chef a due stelle Michelin Moreno Cedroni presenta, eseguendone la preparazione dal vivo, alcune sue originali creazioni, ispirate al fascino delle più recenti scoperte della fisica. Come contrappunto il presidente INFN Fernando Ferroni, fisico e appassionato di cucina, racconta cosa sappiamo e quanto invece ancora ignoriamo del nostro universo. Il tutto condito dall’ironia di un conduttore d’eccezione: Neri Marcorè.

Budget complessivo utilizzato 20000 euro per ogni evento

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(di cui) Finanziamenti esterni 12000 euro dal MUSE per l’evento a Trento


500 spettatori paganti a Trento

100 spettatori a Milano

Per entrambi gli eventi:

Gli eventi sono stati trasmessi in streaming, la cui diretta è stata seguita da alcune centinaia di persone. Numerose uscite (oltre 20) sui giornali, radio e tv locali, oltre 10 articoli sulla stampa nazionale e alcune interviste in trasmissioni radiofoniche e televisive a diffusione nazionale. Molte decine di citazioni su siti web. L’evento a Expo è stato ripreso e ritrasmesso da RAI Expo.

Link a siti web (se disponibili) http://www.expo.rai.it/universo-nel-piatto/

www.youtube.com/watch?v=W0AtnsgExZA&list=PLbsqUzxZlcP6qxSNK5XnoNZHScHbFEcU3&index=40

http://www.muse.it/it/Esplora/Eventi-Attivita/Archivio/Pagine/Il-gusto-dell'Universo.aspx

http://home.infn.it/it/comunicazione/eventi/1659-il-gusto-dell-universo-a-expo-gate


ottobre - dicembre 2015

Titolo dell’iniziativa “MEMEX” – RAI Scuola


Partecipazioni dello staff a trasmissioni radiotelevisive a livello nazionale o internazionale

Iniziative di orientamento e interazione con le scuole superiori

Iniziative di divulgazione rivolte a bambini e giovani


Curatela scientifica e redazione dei contenuti e dei copioni, e partecipazione dei ricercatori a un ciclo di 5 puntate di “MEMEX”, RAI Scuola:

I misteri dell’Universo

I pilastri del mondo

Le macchine delle meraviglie

Fisica della vita quotidiana

Sintesi delle 4 puntate

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Protagonista: Fernando Ferroni

Ospiti: Nicoletta Protti, Luciano Maiani, Marco Grassi, Antonio Masiero

Budget complessivo utilizzato

Spese di produzione della trasmissione, non quantificabili in quanto sostenute da RAI Cultura

(di cui) Finanziamenti esterni Tutti


Audience RAI Scuola su canale 146 digitale terrestre e diretta streaming www.rai.tv, accessi sito web e link alle singole puntate.

Link a siti web (se disponibili) http://www.raiscuola.rai.it/nautilus/default.aspx


17 luglio – 2 agosto 2015

Titolo dell’iniziativa China Science Festival and Youth Science Education Expo 2015


- Organizzazione di eventi pubblici - Iniziative di orientamento e interazione con le scuole superiori - Iniziative di divulgazione rivolte a bambini e giovani


Lo spazio espositivo dell’INFN si compone di 7 pannelli e un video sulle attività delle’INFN e le numerose collaborazioni Italia – Cina, e di due installazioni interattive rivolte in particolare al giovane pubblico cinese, cui è principalmente rivolto il festival. “Fai le Collisioni” è un’installazione multimediale, con cui è possibile interagire grazie alla visualizzazione di due fasci di particelle che collidono e producono fotoni e altre particelle, come accade negli acceleratori di particelle. La seconda installazione, “Il Dono della Massa” è una visualizzazione del campo di Higgs attraversando il quale le particelle acquisiscono massa. Alcuni poster e un video sono serviti a introdurre i ragazzi al mondo delle particelle elementari e alle loro interazioni.

Budget complessivo utilizzato 9200,00€ (6000 video, grafica e stampa + 1700 spese di missione + 1500 euro allestimento)

(di cui) Finanziamenti esterni China Association for Science and Technology (CAST): spazio espositivoRappresentanza scientifica presso l’Ambasciata d’Italia a

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Pechino: 1500,00 euro (allestimento)


Visitatori Science Festival and Youth Science Education Expo 2015: 150.000

Impatto stimato dell’esposizione: 30.000 visitatori

Link a siti web (se disponibili) http://home.infn.it/it/comunicazione/news/1482-l-infn-al-festival-della-scienza-di-pechino


Dal 8 Novembre 2014 al 4 Giugno 2015

Titolo dell’iniziativa OLTRE IL LIMITE – Viaggio ai confini della conoscenza

Categoria/e di attività di public engagement e obiettivi

Mostra

La mostra e i suoi eventi collaterali hanno l'obiettivo di avvicinare un largo pubblico alle tematiche più attuali della ricerca in fisica e cosmologia, che sono in effetti al limite delle nostre conoscenze. Instaurare una partnership con MUSE di Trento per la coproduzione della mostra, che possa poi continuare in altre attività future. Valorizzare alcune attività di ricerca che l’INFN in collaborazione con altre istituzioni locali, conduce nella regione.


Sebbene la ricerca di punta in questo campo - le scoperte di LHC, la materia oscura, le ipotesi sulle extradimensioni e sull’origine dell’Universo, i raggi cosmici e i neutrini – eserciti un grande fascino sul pubblico, è oggettivamente difficile raccontarne i contenuti per la complessità delle idee e degli strumenti di indagine. Il percorso multimediale della mostra, strutturato in 4 aree tematiche, è fatto di installazioni scenografiche e giochi interattivi, che fanno ‘vedere’ e ‘toccare’ al visitatore le idee descritte. D’altra parte la presenza di pezzi di apparati sperimentali originali gli consente di gettare uno sguardo sulle tecnologie e la complessità degli strumenti utilizzati.

Budget complessivo utilizzato

350.000,00€ + 100.000,00€ euro di contributo in kind (tecnologie multimediali) da parte dell’INFN

(di cui) Finanziamenti esterni 280.000,00€


200.000 visitatori (stimati a partire dal numero di visitatori del museo in quei mesi). Numerose uscite (oltre 30) sui giornali, radio e tv regionali, oltre 20 articoli sulla stampa nazionale e alcune interviste in trasmissioni radiofoniche e televisive a diffusione nazionale. Molte decine di citazioni su siti web.

Link a siti web (se disponibili) www.infn.it/it/comunicazione/mostre-e-installazioni/mostre

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www.muse.it/it/Esplora/mostre-temporanee/Archivio/Pagine/Oltre-il-limite.aspx

www.flickr.com/photos/musemuseoscienze/sets/72157648821365668/

youtu.be/f_A-a1JF3fg?list=PLbsqUzxZlcP5VkHBc52VdVzp29KrlliF7

149

e. Produzione e gestione di beni culturali Tabella 8.e Produzione e gestione di beni culturali

Nome della struttura di gestione Numero di siti museali gestiti dal Polo Museale Numero di giorni di apertura nell'anno Spazi dedicati in mq Budget impegnato per la gestione dell'attività nell'anno Totale finanziamenti esterni ottenuti per la gestione del polo museale nell'anno

Presenza di un sistema di rilevazione delle presenze Se esiste un sistema di rilevazione delle presenze, l’ente di ricerca dovrà indicare: N. ro dei visitatori nell'anno

N. ro dei visitatori paganti nell'anno

f. Infrastrutture e attività di ricerca clinica Trial clinici Quadro 8.f.1 Trial clinici

Due sono i trial clinici in corso o completati dall’INFN in collaborazione con aziende ospedaliere e strutture sanitarie di ricerca come gli IRCCS. Essi rappresentano un’occasione di crescita sia a livello di conoscenza che di messa a punto di tecniche e/o di protocolli innovativi con benefici per i pazienti. Uno dei due trial clinici è in corso di svolgimento e si colloca nell’ambito del progetto di tipo clinico-assistenziale GR2317873 (progetto Giovani Ricercatori finanziato dal Ministero della Salute e Regione Toscana). L’INFN partecipa al progetto con una unità di ricerca coordinata da una ricercatrice dell’INFN di Pisa tramite un accordo specifico con l’IRCCS Stella Maris di Pisa (Istituto di ricovero e cura a carattere scientifico), in relazione al progetto. I trial clinici possono essere effettuati per valutare l’efficacia di nuovi dispositivi, nel caso specifico si tratta di uno strumento di supporto alla diagnosi precoce dell’autismo. Per l’anno 2014 (I° anno del progetto) il numero di pazienti arruolati è 18 e si sono effettuati 12 controlli (dei 30+30 previsti). Il trial è in fase 1, ossia “studi aventi scopi conoscitivi e non terapeutici”. Il secondo trial clinico è stato completato e si colloca in una collaborazione dell’INFN di Genova con l’Ospedale Galliera di Genova. Si tratta dell’uso del Biosuscettometro MID (Magnetic Iron Detector), un apparecchio che serve per misurare il sovraccarico di ferro nel corpo umano evitando il ricorso alla biopsia epatica. La macchina, unica nel suo genere, è stata ideata e costruita dalla Sezione di Genova dell’INFN. MID è in funzione dal 2005 presso il Centro della Microcitemia e delle Anemie congenite dell’E.O. Ospedali Galliera di Genova. Ad oggi sono state effettuate misure su oltre 1000 pazienti e sono state evitate centinaia di biopsie. Nel 2014 sono state effettuate misure su circa 100 pazienti. Negli anni a venire il MID verrà usato sia per continuare le misure già fatte sino ad oggi, ma anche per calibrare i dispositivi per la risonanza magnetica che è la tecnica alternativa utilizzata per finalità simili a quelle del MID.

Numero di trial clinici in corso di svolgimento nell’anno 1 Numero di trial clinici completati nell’anno 1 Fase dei trial in corso di svolgimento: · Fase 1: numero

1

· Fase 2: numero · Fase 3: numero · Fase 4: numero

154

Fase dei trial completati: · Fase 1: numero

· Fase 2: numero · Fase 3: numero 1 · Fase 4: numero Numero totale di pazienti arruolati 118 Entrate totali derivanti dall’attività del trial 0

Centri di Ricerca Clinica e Bio-Banche Tabella 8.f.2 Centri di ricerca clinica e Bio-banche

CRC : INFN e’ convenzionato (delibera 12723-CD del 28-03-2013) con “IRCCS Fondazione Stella Maris “ - Pisa (http://www.fsm.unipi.it) per progetto sull'autismo CRC : INFN e’ convenzionato (delibera 13374-CD del 26-09-2014) con “Fondazione IMAGO7 “ - Pisa (http://www.imago7.eu) per progetto su Imaging Clinico e Spettroscopia in Risonanza Magnetica a 7T

Attività di educazione continua in medicina Tabella 8.f.3 Attività di educazione continua in medicina

Da alcuni anni l’INFN organizza corsi di formazione diretti a specialisti di settori dove trovano applicazione tecniche di fisica avanzata, [per il 2014 segnaliamo il corso di dosimetria per fisici medici e radiologi gestito dai Laboratori Nazionali del Sud (Catania)

Denominazione del corso Numero di crediti

formativi rilasciati Corso ECM Dosimetria in CT e Tecniche Interventistche (ECM 416/121265, LNS, 19-20 marzo 2015, per fisici medici e radiologi)

13

g. Brevetti

A partire dal 2011 è stato a più riprese razionalizzato il workflow procedurale interno per il deposito dei brevetti e sono state intraprese azioni di sensibilizzazione nei confronti della rete scientifica; nel 2012 è stata acquisita una risorsa di personale su questo aspetto: la somma di questi elementi ha prodotto un trend positivo che si è consolidato negli ultimi anni, con un totale di 27 domande di brevetto depositate. Obiettivi - ottenere la concessione di 3 brevetti in media per anno

Tabelle 8.g.1 Brevetti di titolarità dell’ente di ricerca

Numero totale di brevetti depositati nell’anno 27* Numero totale di brevetti per i quali nell’anno sia stata ottenuta la concessione

1**

(*) 11 nuovi depositi di cui 10 IT, 1 PCT;, 11 estensioni in priorità (9 pct, 1 US); 3 US e 3 EP come prosecuzione di procedure PCT (**) brevetto italiano

Tabella 8.g.2 Entrate da brevetti ID brevetto EP1907062 (A2) - Marchetto Titolo del brevetto DOSIMETRY DEVICE FOR VERIFICATION OF A RADIATION

THERAPY APPARATUS Anno di pubblicazione 2008

155

Per ogni anno in cui sono state registrate entrate, sono inserite le entrate di cassa, anche se precedenti alla data di pubblicazione

Anno / Importo Tipo di entrata:

ID brevetto EP1889281 (A2) - Cirio Titolo del brevetto DEVICE AND METHOD FOR QUALITY ASSURANCE AND

ONLINE VERIFICATION OF RADIATION THERAPY Anno di pubblicazione 2008

Per ogni anno in cui sono state registrate entrate, sono inserite le entrate di cassa, anche se precedenti alla data di pubblicazione

Anno / Importo Tipo di entrata:

h. Spin off

L’Istituto si è dotato di un regolamento - approvato dal Consiglio Direttivo dell’Istituto a settembre 2010 - che disciplina la procedura autorizzativa per la costituzione di realtà imprenditoriali derivanti dall’utilizzazione, in contesti innovativi, dei risultati ottenuti nell’ambito delle ricerche dell’INFN. Nel dicembre del 2011 è stato riconosciuto il primo Spin-off dell’Istituto (DIXIT). Successivamente, nel 2012, ne sono stati riconosciuti altri due (I-SEE, PIXIRAD): tutti proseguono le loro attivita’, mostrando alta qualità e sostenibilità delle iniziative. Obiettivi: - costituire almeno 2 nuovi spin-off nel triennio - realizzare positivamente il distacco degli attuali spin off entro il 2017

Tabelle 8.h.1 Imprese spinoff

Nome spin off I-SEE s.r.l.

Sito web www.i-seecompunting.com

Anno di inizio accreditamento presso l’INFN 26 giugno 2012

Anno di fine accreditamento presso l’INFN - Informazioni relative al 31/12/14

Numero di soci operativi

1

Numero di addetti ETP 3

Numero di addetti ETP in possesso del titolo di dottore di ricerca 2

Numero di addetti ETP in possesso del titolo di Laurea (esclusi i

precedenti)

1

Uso di infrastrutture e servizi dell’ente di ricerca (è possibile inserire più risposte) - laboratorio condiviso con altre attività di ricerca - laboratorio dedicato all’interno di locali dell’INFN diversi da

eventuali spazi di incubazione

- - -

156

- laboratorio all’interno di locali dedicati all’incubazione - uffici condivisi con altre attività di ricerca - uffici dedicati all’interno di locali diversi da eventuali spazi di

incubazione - uffici all’interno di locali dedicati all’incubazione - servizi di supporto offerti dall’Ufficio Trasferimento Tecnologico

- X - -

Consulenza e assistenza nella: - redazione di business plan - definizione di strategie di

mercato - gestione d’impresa - richiesta di uso di spazi per

cluster presso il centro di calcolo della Sezione INFN

- servizi di supporto offerti dall’incubatore a cui collabora l’INFN

- altro

Attività in collaborazione con l’INFN (è possibile inserire più risposte)

-‐ coinvolgimento in progetti di ricerca ottenuti da bandi competitivi -‐ coinvolgimento in commesse conto terzi stipulate dall’INFN -‐ Altro (specificare)

Numero di brevetti depositati dall’impresa spin off -

Numero di brevetti concessi -

Numero di brevetti a titolarità congiunta con l’INFN 1

Utilizzo di altri brevetti dell’INFN -‐ sì -‐ no -‐ (se sì) quanti?

X

La spin off risulta acquisita da altro soggetto economico? -‐ sì -‐ no

X Se sì: soggetto acquirente - Natura del soggetto acquirente

-‐ pubblico -‐ privato -‐ misto

-

Data di acquisizione - Quote acquisite - L’ente di ricerca è a conoscenza del valore dell’acquisizione - (se sì) Qual è stata la valutazione della società nel suo complesso - Se presente, qual è stato il valore della quota detenuta dall’ente di ricerca?

-

Nome spin off Pixirad Imaging Counters s.r.l.

Sito web www.pixirad.com

Anno di inizio accreditamento presso l’INFN 31 luglio 2012

Anno di fine accreditamento presso l’INFN - Informazioni relative al 31/12/14

Numero di soci operativi

11



Numero di addetti ETP in possesso del titolo di Laurea (esclusi i 1

157

precedenti)

Uso di infrastrutture e servizi dell’ente di ricerca (è possibile inserire più risposte)

-‐ laboratorio condiviso con altre attività di ricerca -‐ laboratorio dedicato all’interno di locali dell’INFN diversi da

eventuali spazi di incubazione -‐ laboratorio all’interno di locali dedicati all’incubazione -‐ uffici condivisi con altre attività di ricerca -‐ uffici dedicati all’interno di locali diversi da eventuali spazi di

incubazione -‐ uffici all’interno di locali dedicati all’incubazione -‐ servizi di supporto offerti dall’Ufficio Trasferimento

Tecnologico

-‐ servizi di supporto offerti dall’incubatore a cui collabora l’INFN

-‐ altro (specificare)

X - - X - -

Consulenza e assistenza nella: - redazione di business plan -‐ definizione di strategie di

mercato -‐ gestione d’impresa

- -


-‐ coinvolgimento in progetti di ricerca ottenuti da bandi

competitivi

-‐ coinvolgimento in commesse conto terzi stipulate dall’INFN

-‐ altro (specificare)

-

-

-

Numero di brevetti depositati dall’impresa spin off 0

Numero di brevetti concessi 0



X


X Se sì: soggetto acquirente -

Natura del soggetto acquirente

-‐ pubblico

-‐ privato

-‐ misto

-

Data di acquisizione -

Quote acquisite -

L’ente di ricerca è a conoscenza del valore dell’acquisizione -

(se sì) Qual è stata la valutazione della società nel suo complesso -

Se presente, qual è stato il valore della quota detenuta dall’ente di

ricerca?

-

Nome spin off DiXit s.r.l.

Sito web www.dixitsolutions.com

158

Anno di inizio accreditamento presso l’INFN 19 gennaio 2012

Anno di fine accreditamento presso l’INFN - Le informazioni richieste di seguito dovranno essere relative al 31/12 dell’anno di rilevazione Numero di soci operativi

1



Numero di addetti ETP in possesso del titolo di Laurea (esclusi i precedenti)

0

Uso di infrastrutture e servizi dell’ente di ricerca (è possibile inserire più risposte) -‐ laboratorio condiviso con altre attività di ricerca -‐ laboratorio dedicato all’interno di locali dell’INFN diversi da

eventuali spazi di incubazione -‐ laboratorio all’interno di locali dedicati all’incubazione -‐ uffici condivisi con altre attività di ricerca -‐ uffici dedicati all’interno di locali diversi da eventuali spazi di

incubazione -‐ uffici all’interno di locali dedicati all’incubazione -‐ -‐ servizi di supporto offerti dall’Ufficio Trasferimento Tecnologico -‐ servizi di supporto offerti dall’incubatore a cui collabora l’INFN

-‐ altro

- - - X - -

Consulenza e assistenza nella: - redazione di business plan -‐ definizione di strategie di

mercato -‐ gestione d’impresa -‐

- Infrastrutture di rete (accesso alla rete GARR)


-‐ coinvolgimento in progetti di ricerca ottenuti da bandi competitivi -‐ coinvolgimento in commesse conto terzi stipulate dall’INFN -‐ altro (specificare)

-

Numero di brevetti depositati dall’impresa spin off 3

Numero di brevetti concessi 0



X


X Se sì: soggetto acquirente -

Natura del soggetto acquirente -‐ pubblico -‐ privato -‐ misto

-

Data di acquisizione -

Quote acquisite -

L’ente di ricerca è a conoscenza del valore dell’acquisizione -

(se sì) Qual è stata la valutazione della società nel suo complesso -

Se presente, qual è stato il valore della quota detenuta dall’ente di -

159

ricerca?

i. Personale Impiegato (FTE*)

NOTA: per quanto riguarda il personale ricercatore e tecnologo riportiamo solo le unita’ impegnate nel puro

supporto alla terza missione Tipo di personale Anno I Anno II Anno III Anno “n” a. Personale di ruolo Amministrativi 3 Tecnici 1 Tecnologi/ricercatori 4 b. Personale non di ruolo Amministrativi 2 Tecnici Tecnologi/ricercatori 2 c. Altro Personale Altri Incarichi di Ricerca Assegnisti 3 Borsisti Co.Co.Co Comandi in Entrata 1 Dottorandi



l. Costo complessivo del progetto

NOTA: non sono riportate le spese per il personale

Trasferimenti a carico FOE

Voce di spesa Annualità I Annualità II Annualità III Annualità “n” Outreach e divulgazione 220 k€

Tecnology Trasfer (deposito brevetti, adesione HEPTECH e NETVAL, mantenimento portale, missioni, formazione)

250 k€

Formazione svolta per terzi 30 k€



160

Fondi trasferiti a terzi:


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PIANO TRIENNALE DI ATTIVITA 2016 – 2018 SCHEDE DI … · Tale progettualità mostrerà una...

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