Un acceleratore compatto, portatile e di facile utilizzo per l’analisi di opere d’arte e reperti storici di grandi dimensioni o fragili: un gruppo di ricercatrici e ricercatori del CERN e dell’INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha di recente pubblicato un articolo in cui presenta una panoramica su MACHINA (Movable Accelerator for Cultural Heritage In-situ Non-destructive Analysis), un acceleratore di particelle facilmente trasportabile sviluppato da INFN e CERN, ricostruendo la storia di questo progetto e delineandone lo stato dell’arte poco prima dalla sua entrata in operatività.
Il patrimonio artistico, celebrato oggi 18 aprile con il World Heritage Day, la Giornata Internazionale per i beni culturali, potrà trarre grandi benefici da acceleratori come MACHINA. La caratteristica di questo acceleratore di essere facilmente trasportabile è preziosa per la diagnostica dei beni culturali, perché spostare oggetti fragili e rari come opere d’arte o affreschi, anche su brevi distanze, può essere impegnativo e talvolta impossibile a causa di problemi logistici, economici e di sicurezza.
MACHINA è il prodotto di una collaborazione tra il CERN e l’INFN iniziata nel 2018 ed è basato sulla tecnologia di quadrupolo a radiofrequenza (HF-RFQ) sviluppata al CERN. Nella seconda metà del 2022, l’acceleratore è stato sottoposto a test approfonditi e presto sarà operativo presso il LABEC, il Laboratorio di tecniche nucleari per l’ambiente e i beni culturali dell’INFN e dell’Università di Firenze, dove verranno effettuate le prime misure utilizzando la tecnica detta IBA, Ion Beam Analysis o analisi con fascio di ioni, su campioni di controllo.
L’acceleratore sarà poi trasferito all’Opificio delle Pietre Dure di Firenze, un rinomato centro per il restauro delle opere d’arte, per entrare a far parte delle regolari attività diagnostiche del centro.
MACHINA sarà utilizzato per analizzare le opere d’arte in modo non distruttivo con le tecniche IBA, rendendo possibile l’esame di una molteplicità di oggetti che altrimenti non potrebbero essere studiati, perché troppo fragili o grandi da spostare. Pur avendo sede nell’Opificio delle Pietre Dure, MACHINA potrà essere ulteriormente trasportato per effettuare misure in situ presso altri musei o siti di conservazione.
Il design compatto di MACHINA, costituito da una cavità accelerante a radiofrequenza di un metro, offre una soluzione portatile che ha un impatto minore, rispetto ai convenzionali acceleratori, sull’ambiente circostante in termini di ingombro, peso. Per la costruzione di MACHINA e del suo sistema di controllo sono stati utilizzati componenti facilmente reperibili sul mercato e alcuni elementi dell’acceleratore sono stati realizzati attraverso la stampa 3D. Inoltre, l’acceleratore è sicuro da un punto di vista radioprotezionistico, grazie a soluzioni che permettono di contenere moltissimo la radiazione prodotta dall’impatto del fascio sui materiali analizzati.
Il progetto è stato realizzato grazie ai finanziamenti del Fondo per il Trasferimento della Conoscenza del CERN e del FISR (Fondi Speciali per la Ricerca del Ministero dell’Università e della Ricerca), con il supporto della rete per i beni culturali CHNet dell’INFN e i contributi dei gruppi di Ingegneria Meccanica e dei Materiali e di Radiofrequenza del CERN.
