Ricerca: buon inves/mento o spreco di denaro pubblico? · In un giorno da 86400 secondi...
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Ricerca: buon inves/mento o spreco di denaro pubblico? Ma7eo Mar/ni Università degli Studi Guglielmo Marconi e INFN-Frasca/
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Ricerca:buon
inves/mentoo
sprecodidenaro
pubblico?
Ma7eoMar/ni
UniversitàdegliStudiGuglielmoMarconie
INFN-Frasca/
Ul/miavvenimen/no/….
Ul/miavvenimen/no/….
Acosaserve?
Adimostrarel’esistenza
delcampodiHiggschea
suavoltadimostrache
esistelaro7ura
spontaneadiuna
simmetriacon/nua,
invarianteperuna
trasformazionediGauge
locale(meccanismodi
Higgs)
Ul/miavvenimen/no/….
Ul/miavvenimen/no/….
Acosaserve?
E’laprimamisura
dire7adelleonde
gravitazionali,ulteriore
dimostrazionedella
Rela/vitàGeneraleper
cuilagravitànonèuna
forzamaunaproprietà
dellospaziotempo
curvatodallapresenza
dellemassechelo
occupano.
LaricercadelbosonediHiggs
1964:VieneteorizzatoilmeccanismodiHiggs
Diversericerche(LEP1,LEP2,Tevatron)hanno
esclusoampivaloridimassa
1998:iniziocostruzioneLHC
Costodellacostruzione6.5MiliardidiEuro!!
2008:primifascidiprotonicircolan/
2011:evidenzadiunbosonetra124e126GeVal
CERN
2012:annunciodellascopertadelbosonediHiggs
Laricercadelleondegravitazionali
1915:Einsteinpubblicalateoriadellarela/vità
Generale
1916:Einsteinpredicel’esistenzadelleonde
gravitazionalicomeconseguenzadellarela/vità
1960:JosephWebercostruiscelaprimaantenna
risonante
2002:inaugurazioneLIGO(costo365M$)
14Se7embre2015:primaosservazionedire7a
11Febbraio2016:annunciodellascoperta
Perchédobbiamofare
ricerca?
Tecnologia Economia
Conoscenza
Perchédobbiamofare
ricerca?
Tecnologia Economia
Conoscenza
OpenLabèilmodopiùsempliceperentrareinconta8oconilmondodellaricerca.Chiedetetu8oquellochevolete!
Tecnologia
RicercainFisicaeDiagnosBcaMedica
Mentrestudiavaleproprietàdeiraggicatodici,
Rontgenscoprìl’8novembre1885iraggiX.
PremioNobelnel1901
Nonvolledareilsuonomeairaggi,donòilpremioin
denaroallasuauniversità,nonvollemaibreve7are
lasuascoperta.
Primaradiografiadellastoria
eseguitadaRontgenallamanodella
moglieAnna(22Dicembre1885)
Tecnologia
RicercainFisicaeDiagnosBcaMedica
Qualcosadipiùmoderno?
Larisonanzamagne/canuclearesfru7ala
misuradellaprecessionedellospindeinuclei
dota/dimomentomagne/coquandosono
so7opos/aduncampomagne/co.
La“risonanzamagne/ca”vennescopertanel
1952daBlochePurcelleu/lizzata
inizialmentenell’analisimolecolaredei
materiali.Solonel1974siipo/zzòcheilfenomenodi
risonanzapotesseesserediversoper
tessu/saniemassetumorali.
Laricercasuimagne/pergliacceleratoridi
par/cellehaconsen/todisviluppare
macchineperNMReconomichee
compa7e.
Tecnologia
RicercainFisicaeDiagnosBcaMedica
PETàPositronEmissionTomography
Siinie7anelpazienteunradiofarmacoademivitabreve
insiemeadunve7ore(es.fluorodossisiglucosio).
Quandoilve7oresièaccumulatonell’organointeressatosi
poneilpazienteinunoscanner.
Ilmodoprincipalediproduzionedel18Fèinunciclotrone
bombardandomolecoledi18Oconprotonidialtaenergia.
Ilciclotronevenneinventatonel1930daLawrenceaBerkeley.E’ilprimoesempiodiacceleratorecircolarediparBcelle.
Tecnologia
RicercainFisicaeDiagnosBcaMedica
PETàPositronEmissionTomography
L’isotoponelpazientedecadeeme7endoun
positronecheasuavolta,produceuna
coppiadifotonida511KeV.
Lo“scanner”altrononècheuncalorimetro
ele7romagne/co!!
Losviluppodirivelatorisemprepiùprecisie
lostudiosusistemiscin/llan/più
performan/hapermessodio7enerePET
semprepiùpreciseedingradodiindividuare
massetumoralisemprepiùpiccole.
Tecnologia
RicercainFisicaeCURARADIOTERAPIAconvenzionale
• Fotoni
• RaggiX
Studiinizia/daRontgen
eMarieCurie
Nellafoto,radioterapia
all’ospedalediMilanonel
1930.
Tecnologia
RicercainFisicaeCURANegliospedaliitalianisonoinfunzionecirca200Linac
perradioterapia.
Laricercasugliacceleratori,consentedisviluppare
sistemisemprepiùcompaq,affidabili,economicie
adal/ssimaefficienza.
120000pazien/ogniannoinItalia
vengonotra7a/conlaradioterapia.
Altreapplicazionideilinac?
Tecnologia
RicercainFisicaeCURALanuovafron/eradellacuradei
tumorièoffertadalla
radioterapiaconAdroni
(adroterapia).
U/lizzandoprotonieioniil
rilasciodienergiaèminimonel
primotra7oepuòessere
“calibrato”infunzionedella
posizionedellamassatumorale
(piccodiBragg).
Ilmeccanismodirilasciodell’energiapergliadronicausaunagrandequan/tàdiro7urenei
legamichimicipresen/nellemacromolecolebiologiche,inpar/colarenelDNA.
Quest’ul/mohalaproprietàdiautoripararsi,maseilnumerodilegamiroqèeccessivo
perdelasuafunzionediautoreplicarsielacellulasiinaqvaemuore.Nellaradioterapia
tradizionaleildannoalDNAèmodestoeciònonsiverificanell’adroterapiaconioni
carbonionellaqualeilgrannumerodiro7ureperme7edidistruggereanchetumori
radioresisten/allaterapiatradizionale
Tecnologia
RicercainFisicaeCURAL’adroterapiaèpiùefficacedellaradioterapiatradizionaleepuòessere
u/lizzataneltra7amentoditumori“difficili”cioèviciniadaltriorgani
sensibilioradioresisten/.
Perl’adroterapiaoccorre:
• Unsincrotrone
• unsistemaditrasportodeifasci
nellesaleditra7amento
• unsistemaestremamenteprecisodi
posizionamentodelpaziente
• unsistemamoltoaccuratodi
controllodelrilasciodienergia
(dose)
• unpianotridimensionaledi
tra7amentopersonalizzatosul
pazienteo7enutointegrandole
immaginidiagnos/che(TC,RM,
PET).
Tecnologia
RicercainFisicaeCURAIlCNAOdiPavia(Centro
NazionalediAdroterapia
Oncologica)èilprimopolo
ospedalieroinItaliaeilquarto
almondo.
Disponediunsincrotroneda
25mdidiametroper
accelerareprotonieioni
carboniopreaccelera/daun
LINAC.
Inauguratonel2010edal
2011sonoinizia/itra7amen/
suipazien/.
3saleperlacuradeitumori
conprofonditàda1a27cm.
IlsistemadiaccelerazionedelCNAOèstatorealizzatoin
collaborazioneproprioconl’INFN(Genova,Milano,Pavia,
Torino,LNFeLNL)graziealleesperienzematuratenella
costruzionediesperimen/perlafisicadellealteenergie.
E’anchestatosiglatounaccordoperunalineadiricerca
congiuntatraINFNeCNAO!
Tecnologia
RicercainFisicaeBeniCulturaliINFN-LABECèillaboratoriodell’INFNperla
ricercaelasalvaguardiadeibeniculturali.
AqvoaFirenze.
DisponediunTandetron(tandemaccelerator)
perlaspe7roscopiadimassaconacceleratore.
TonacadiS.Francesco
d’Assisi.L’analisicon14Cal
Tandetronhadatouna
datazionecompa/bile.
DipintodiAntonelloda
Messina(1476).L’analisi
PIXE(par/cleinducedX-ray
emission)hapermessodi
capirelatecnicapi7orica.
Tecnologia
RicercainFisicaeWWWIlWorldWideWeb(www)èunserviziodi
internetperlanavigazioneeloscambiodida/
einformazioni.
NATOALCERN!!! • 12marzo1989:“Informa/onManagement:
aproposal”(TimBerners-Lee)
• 20Dicembre1990:ilprimositoeilprimo
serveralCERN
• 10Gennaio1991:ilWWWvienerilasciato
perlacomunitàdellafisicadellealte
energie
• 6agosto1991:TimBerners-Leepubblicaun
resocontosualt.hypertext
• 12dicembre1991:primoWEBserverfuori
dall’Europa
• 30Aprile1993:ilCERNrendepubblicoil
codicesorgenterinunciandoatuqidiriq
d’autoreIlbrowserline-mode
Tecnologia
RicercainFisicaeWWW
Ildocumentovennedefinito:Vago,mainteressante!
Tecnologia
RicercainFisicaeTouchscreen
Secondol’opinionecomune,iltouchscreen
èstatoinventatodaApple…..
Inrealtà:
• Ilprimoschermotouchvenneinventato
daE.A.Johnsonnel1965
• 1969E.A.Johnsondepositailbreve7o
• 1982all’universitàdiTorontocompaiono
leprimetavole7emul/-touch
• 1992primotelefoninotouchIBMSimon
• 2004NintendoDSconschermotouch
• 2006LGPradaprimosmartphonetouch
• 2007Applepresental’Iphone
Manel1973ilCERNuBlizzagiàiltouchscreencapaciBvo!!!
Dallaricercasugliacceleratori….Alla
vitadituqigiorni.UnodeiparametripiùimportanBperunacceleratoreèilvuotocreatodentrolabeampipe.ContaminazionidimolecolefannoperdereenergiaalfasciodegradandolaqualitàdelleparBcelle.Comesicreailvuoto?• Lepompeso8raggonoariaall’anello• Siriscaldafinoa200gradipereliminareilvapored’acqua• SiuBlizzaunaspugnametallicasullepareBperca8urareidrogenoPera_varelaspugnasideveportarelatemperaturafinoa700gradicenBgradi.AlCERNèstatabreve8ataunaso_lepellicoladiVanadio-Zirconio-Titaniochesia_vaa200gradieconsentedica8urarepiùidrogenomigliorandolaqualitàdelvuoto.
Dallaricercasugliacceleratori….Alla
vitadituqigiorni.Pannellisolaritermiciadultra-vuoto• Migliorrendimento
• Migliorca7uradellelucediffusa
1200metriquadriinstalla/
sull’aeroportodiGinevra.
Pannelliad80gradianchequando
ricoper/dineve!FED-TV(FieldEmissionDisplay)Uncannoneele7ronicovieneu/lizzatoper
pilotareifosforicomeinuntuboaraggi
catodici(inquestocasouncannoneper
ogni“led-equivalente”).
Latecnologiarichiedeunvuotopurissimo
chepotràsfru7arelepellicolebreve7ateal
CERN!
TrasferimentoTecnologico
Tecnologia
RicercainFisicaeGPSPrimaabbiamoparlatodiondegravitazionalierelaBvità….IlGPSfunzionasolograzieallaconoscenzadellaRelaBvitàristre8aegenerale!
Abbiamounacostellazionedisatelli/GPSinorbitainmodotaleche“almeno”4siano
semprevisibili.
Casobidimensionale:
Ciascunsatellitehaunorologioatomicoconprecisione
1/1014.Inungiornoda86400secondil’incertezzaè
0.86ns(30cm).
TREINCOGNITE!!
Tecnologia
RicercainFisicaeGPSCosac’entralarelaBvità?RelaBvitàristre8a:isatelliBsimuovonorispe8oalricevitoreequindiilloroorologiovapiùpiano(-7µs/giorno)RelaBvitàgenerale:icampigravitazionalicambianosialavelocitàdegliorologichelapropagazionedelleonderadio(spaziocurvo)(+45µs/giorno)Ilbilancioè+38µs/giornochecorrispondonoa11Km!!SenoncorreggessimoquesBeffe_,cisarebberoerroridisvariaBKmnelladeterminazionedellaposizione!!!
Cominciamocolfarequalchecalcolosemplice….
LHC(macchina+esperimenB)ècostatolabellezzadi6.5miliardidieuroLaspesaèstatadistribuitasuunarcodi15anni(costruzionepiùtempodiresBtuzionedelmutuoconlaBancaEuropeapergliInvesBmenB):433milionidieuroognianno.Chihapagato?PaesifinanziatoriprincipalinegliannidiLHC:Austria,Belgium,Bulgaria,
CzechRepublic,Denmark,
Finland,France,Germany,
Greece,Hungary,Italy,Netherlands,
Norway,Poland,Portugal,
SlovakRepublic,Spain,Sweden,
Switzerland,United-Kingdom.
6,5x109
15= 433x106
Cominciamocolfarequalchecalcolo
semplice….
Ricordatevi433milioniognianno.L’Italiahapartecipatoallaspesaperil12%,lafrazionedisuacompetenzaalbilanciodelCERN(calcolatorispe8oalPILdeipaesi)
433x106
100x12 = 52x106
Dunquel’Italia,inmedia,hapagatounacifraintornoai50milionidieuroogniannoalCERN.Ognianno,ilnostropaeseinvestecirca15miliardidieuroinuniversitàericerca(1%delPIL).IlcostoannuodiLHCcorrispondeal3.4permilledegliinvesBmenBinuniversitàericerca.
Oraproviamoafarequalchecalcolo
“occupazionale”….
ChièimpegnatoalCERN?
Totale Italiani %italiani
Staff 2400 250 10%
Staff+studenBecontra_sB 3500 400 11%
Tu_gliutenBchehannoaccesso 10000 1600 16%
Dadoveprovengono:
• INFN• Università
ContributoItaliaalbilanciodelCERN:12%PercentualediitalianisultotaledegliutenB:16%
Nonsieteancoraconvin/?Andiamoavan/….
PercostruirequalcosacomeLHCservonotanBssimipezzi…dalleviBaimagneB.ChihavendutoquesBcomponenB?Chisiaggiudicalagara?
Garapubblicaapertaaipaesi
finanziatori
Di7adelpaeseA,miglior
offerta
Di7adelpaeseB,seconda
migliorofferta
Coefficientedelgiustoritorno
OgniannoilCERNcalcolailcoefficientediritornoperciascunpaesedefinitocome:Definendoun“giustoritorno,Cgr,peripaesifinanziatori.
• PaesiconCr≥Cgrnei4anniprecedenBsidicono“bilanciaB”.• PaesiconCr<Cgrnei4anniprecedenBsidicono“nonbilanciaB”.
Cr paese X( ) = ritorno in commesse per paese Xinvestimento per la ricerca del paese X
SeilpaeseAèbilanciato
mentreilpaeseBènon
bilanciatoeseladifferenza
traleofferteèinferioreal
20%,ladi7adelpaeseB
puòallineareilprezzoe
aggiudicarsilagara.
InvesBmen
toItalia
Ritornoaziend
eIta
lia
IgraficimostranogliimporBinvesBBdall’Italiaduranteglianni“caldi”dellacostruzionediLHCeiritorniinterminidicommesseindustriali(valoriinMeuro).Nel2004enel2005l’Italiahao8enutoindietropiùdiquantohainvesBto!Seprendiamoi15annicomplessividispesa:• SpesaItalia:780Milionidieuro• Commesse:770Milionidieuro
L’Italiahao8enutoil17%dellecommesseindustrialiperlacostruzionediLHCafrontediuncontributoalbilanciodel12%.
InItalia?
InItalia?Periododiriferimento2008-2011
Leindustriebasatesullafisicasonoquelledovel’usodellafisica–interminiditecnologie,esperienzaeinnovazione–ècri/caallaloroesistenza.
InEuropa?Periododiriferimento2008-2011
InEuropa?Periododiriferimento2008-2011
Leindustriebasatesullafisicasonoquelledovel’usodellafisica–interminiditecnologie,esperienzaeinnovazione–ècri/caallaloroesistenza.
15%delfa8uratototale
dell’economiaeuropea.
R&D:piùdi47miliardidieuroinunannospesiperricercaesviluppo,numeroincrescita.
15milionidioccupaB,il13%di
tu8al’occupazioneeuropea.
Ilvaloreaggiuntolordovienepermetà
dall’industriamanifa8urieraepermetàdall’informaBcaelecomunicazioni,a_vitàtecnico-
scienBfiche,a_vitàpetroliferee
produzionedienergia.
