Tre progetti di ricerca di frontiera si preparano a entrare nella fase operativa grazie a un finanziamento complessivo di oltre 5 milioni di euro del Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR). Si tratta di QuLEAP, SURFACE ed ET-NOW, che mirano a rivoluzionare la fisica fondamentale attraverso lo sviluppo di rivelatori quantistici innovativi, di strumenti per costruire esperimenti sempre più sensibili per lo studio di eventi rari, e di un hub internazionale dedicato alla scienza del futuro di Einstein Telescope, il grande osservatorio europeo per le onde gravitazionali.
I progetti di durata triennale sono stati proposti da tre ricercatori associati all’INFN e selezionati nell’ambito del secondo bando del Fondo Italiano per la Scienza (FIS 2) che, con un budget di oltre 330 milioni di euro, premia le idee più originali e innovative nel panorama scientifico. A coordinarli saranno Federico Paolucci, ricercatore dell’Università di Pisa, Giovanni Benato, ricercatore del Gran Sasso Science Institute (GSSI), e Paolo Pani, professore della Sapienza Università di Roma.
QuLEAP (Next Generation Quantum Detectors for Low Energy Astroparticle Physics), ideato da Federico Paolucci, mira a sviluppare nuovi rivelatori di particelle basati su tecnologie quantistiche. L’obiettivo è migliorare la capacità di osservare segnali estremamente deboli, come quelli prodotti dalle onde gravitazionali o dalla materia oscura, superando i limiti delle tecnologie attuali. Il progetto sfrutterà materiali superconduttori e tecniche innovative per raggiungere sensibilità senza precedenti. Finanziato con 1,5 milioni di euro, QuLEAP rientra nei consolidator grant del FIS, destinati a ricercatori e ricercatrici con una carriera già avviata e un curriculum promettente.
Federico Paolucci è ricercatore all’Università di Pisa, associato all’INFN. Ha conseguito il dottorato di ricerca in fisica presso l’Università di Stoccarda e un secondo dottorato in Materiali Avanzati presso il Max Planck Institute for Solid State Research lavorando sul grafene. Nel corso degli anni, Federico ha lavorato al Politecnico di Torino, all’Istituto Nanoscienze del CNR, alla Scuola Normale Superiore e all’INFN, studiando il trasporto elettronico e termico in sistemi mesoscopici a base di semiconduttori, metalli e superconduttori. Attualmente, il fulcro della sua ricerca è lo sviluppo di schemi innovativi per l’elettronica e per la rivelazione di radiazione attraverso l’uso di sistemi superconduttivi.
L’obiettivo di SURFACE (Silicon Underground Radiopure Finder of Alpha Contamination Excesses), proposto da Giovanni Benato, è sviluppare un nuovo strumento per misurare la contaminazione radioattiva nei materiali utilizzati per esperimenti di fisica degli eventi rari. Questa tecnologia sarà impiegata ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN (LNGS), supportando esperimenti di nuova generazione volti a rivelare la materia oscura o processi ancora mai osservati, come il doppio decadimento beta senza neutrini. Il progetto ha ricevuto un finanziamento di 1,6 milioni di euro, nell’ambito dei consolidator grant del FIS 2.
Giovanni Benato è ricercatore al Gran Sasso Science Institute e associato all’INFN. Ha conseguito il dottorato di ricerca in fisica all’Università di Zurigo e ha lavorato all’Università della California a Berkeley, ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN (LNGS) e all’Istituto di Ricerca delle leggi Fondamentali dell’Universo (IRFU) del CEA a Saclay, in Francia. Oggi è impegnato in tre esperimenti ai LNGS: CUORE e CUPID, che cercano di osservare un processo fisico rarissimo, il decadimento doppio beta senza emissione di neutrini, e ResNova, che punta allo studio delle supernovae tramite la rivelazione dei neutrini da esse emessi.
Il progetto presentato da Paolo Pani è ET-NOW (Fundamental Physics, Nuclear Physics and Cosmology with the Einstein Telescope) e ha come obiettivo generale quello di sviluppare una piattaforma teorica avanzata per lavorare sugli obiettivi scientifici di ET, il futuro rivelatore europeo per le onde gravitazionali che l’Italia è candidata a ospitare a Sos Enattos, in Sardegna, e che inizierà ad acquisire dati dopo il 2035. ET-NOW punta a creare modelli teorici e tecniche numeriche in grado di analizzare fenomeni fisici oggi inaccessibili ai rivelatori esistenti, ma che diventeranno esplorabili con ET. Il finanziamento del progetto ammonta a due milioni di euro e rientra negli advanced grant del FIS, rivolti a ricercatori e ricercatrici già affermati.
Paolo Pani è professore ordinario di fisica teorica alla Sapienza Università di Roma, dove coordina il gruppo di gravità teorica, e ricercatore INFN. È coautore dei libri “General relativity and its applications” e “Superradiance: new frontiers in black-hole physics”, oltre che di numerose pubblicazioni scientifiche sulla teoria della gravitazione, buchi neri, stelle di neutroni, onde gravitazionali e le loro implicazioni per la fisica fondamentale.
