Nuovo approccio per la realizzazione di un separatore di frammenti avanzato
La fisica nucleare è una scienza basata essenzialmente sulla sperimentazione e il suo sviluppo dipende in gran parte dall'avanzamento della strumentazione utilizzata. Vista l'ampia gamma di fenomeni nucleari esistenti, nonché le lunghezze, energie e scale alle quali avviene la loro osservazione, è facile comprendere la necessità di utilizzare numerose strumentazioni sperimentali avanzate e di procedere continuamente alla loro innovazione. Gli acceleratori, i rivelatori e i relativi sistemi elettronici e di acquisizione dei dati sono stati alla base di grandi invenzioni. In tale contesto, un consorzio di università e centri di ricerca di cinque paesi europei sta lavorando alla progettazione di un nuovo impianto sperimentale per gli studi delle reazioni con fasci ionici radioattivi relativistici presso il laboratorio GSI di Darmstadt (Germania). Uno dei sottoprogetti riguarda la progettazione di un sistema in grado di fornire tecniche innovative di gestione del fascio. In particolare, l'obiettivo consiste nel progettare un sistema superconduttore ad elevata tolleranza per separare i frammenti della fissione ad alta energia. Attualmente, per condurre esperimenti avanzati di fisica nucleare sulla natura delle particelle subatomiche si utilizza una particella ad alta energia che colpisce un bersaglio sottile e causa una frammentazione nell'ambito di una reazione nucleare. I prodotti della reazione radioattiva vengono separati in volo e trasportati verso l'esperimento sotto forma di fascio secondario. In base al nuovo approccio, il fascio secondario di atomi radioattivi si propaga dal bersaglio ad elevata temperatura alla fonte ionica, dove viene ionizzato per l'accelerazione nel postacceleratore. La separazione dei frammenti è di cruciale importanza, poiché la qualità del fascio può influenzare i risultati degli esperimenti. Il nuovo sistema offre un'eccellente qualità del fascio poiché consente di controllarne totalmente l'energia e la durata. Il sistema è stato testato utilizzando modelli matematici Monte Carlo ed è stato dimostrato che, rispetto alle attuali procedure sperimentali, esso è in grado di offrire una maggiore efficienza di separazione dei fasci secondari (pari a più di un ordine di grandezza). Questo sistema di separazione costituirà una componente importante di un impianto unico al mondo. Gli esperimenti che saranno condotti in tale struttura permetteranno di superare gli attuali confini della conoscenza nei settori della fisica nucleare, dell'astrofisica e delle scienze applicate.
