Europa: ecco la nuova mappa del futuro della fisica

(Infn) – Onde gravitazionali, neutrini, materia oscura e ricerca di raggi gamma sono in cima alla lista delle priorità di ricerca individuate dalla nuova strategia europea di fisica delle astroparticelle. I fisici delle astroparticelle di tutta Europa si sono riuniti il 9 gennaio a Bruxelles, insieme ai colleghi delle altre istituzioni e laboratori mondiali e ai rappresentanti della Commissione Europea, per celebrare l’annuncio ufficiale della nuova roadmap predisposta da ApPEC (AstroParticle Physics European Consortium), che dà indicazione alla comunità scientifica sulle priorità di ricerca raccomandate per i prossimi dieci anni. Agendo coerentemente su queste raccomandazioni, l’Europa sarà in grado di sfruttare appieno il promettente potenziale per nuove scoperte, che viene evidenziato nel documento strategico.

Questo è un momento eccitante per la fisica delle astroparticelle”, commenta Antonio Masiero, presidente di APPEC, vicepresidente dell’INFN e professore all’Università di Padova.“Mai prima d’ora – prosegue Masiero – la nostra comprensione dei fondamenti dell’universo è stata così grande eppure, allo stesso tempo, non abbiamo mai dovuto affrontare così tante domande non risolte, come la natura della materia oscura che insieme all’energia oscura costituisce un enorme 95% del nostro universo, o qual è il meccanismo che dà massa ai neutrini, o perché la materia (e quindi noi stessi) esista. Trovare le risposte a queste domande ci dirà molto sulle origini, l’evoluzione e la struttura generale dell’universo e rimodellerà la nostra comprensione della fisica”.

La fisica delle astroparticelle è un campo relativamente recente e in rapida crescita che sta già ottenendo risultati importanti: il più recente e conosciuto è la scoperta delle onde gravitazionali, che nel 2017 ha conquistato il premio Nobel per la fisica e, grazie alla rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla collisione di due stelle di neutroni, ha aperto la nuova era dell’astronomia multimessaggero. La nuova roadmap di ApPEC comprende tre principali aree di ricerca pertinenti alla fisica astroparticellare: lo studio simultaneo dei diversi messaggeri cosmici (raggi cosmici, radiazioni elettromagnetiche, neutrini e onde gravitazionali) emessi dalle più energetiche sorgenti cosmiche nell’universo (approccio multimessaggero); uno studio dettagliato della particella elementare più misteriosa ed elusiva: il neutrino; l’esplorazione del lato oscuro dell’universo (materia oscura ed energia oscura) insieme a uno studio di tutta la sua evoluzione dal momento del Big Bang (cosmologia, studio della radiazione cosmica di fondo a microonde CMB).

“La fisica delle astroparticelle ha ormai assunto un ruolo centrale nel panorama della ricerca fondamentale”, sottolinea Fernando Ferroni, presidente dell’INFN. “I progetti futuri, che sono di grandi dimensioni e richiedono un forte impegno finanziario, saranno di successo solo se effettuati in un quadro condiviso dalla comunità e dalle agenzie finanziatrici”. “Questa roadmap descrive le linee di ricerca fondamentali e le risorse necessarie per poterle compiere”, conclude Ferroni.

ApPEC chiede sforzi continui di sperimentazione e supporto finanziario in queste aree, in particolare attraverso grandi progetti approvati dal consorzio e dalla comunità, come il telescopio sottomarino per neutrini da un chilometro cubo (KM3NeT), il Cherenkov Telescope Array (CTA), i futuri interferometri gravitazionali (Einstein Telescope ET), e un sostanziale aggiornamento delle nostre infrastrutture di ricerca sotterranee (in particolare i Laboratori Nazionali del Gran Sasso LNGS dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN). La relazione include anche raccomandazioni che affrontano, oltre alle questioni scientifiche, aspetti organizzativi cruciali e importanti questioni sociali come l’equilibrio di genere, l’istruzione, l’apertura al pubblico e le relazioni con l’industria.

Questo lavoro richiede uno sforzo di cooperazione e l’impegno di APPEC è rivolto a favorire la collaborazione e la sinergia tra i vari ‘osservatori cosmici’ nella prospettiva della nuova astronomia multimessaggero, e ad assicurare che la comunità scientifica e le attività sperimentali europee siano all’avanguardia globale in tutte queste ricerche. Tenendo in considerazione il riuscito lavoro della precedente roadmap proposta da APPEC nel 2011, e sulla base di raccomandazioni provenienti da tutto il mondo della ricerca in fisica delle astroparticelle e dalle istituzioni finanziatrici, APPEC collaborerà con la comunità scientifica europea per attuare le raccomandazioni strategiche riguardanti i messaggeri cosmici, la fisica dei neutrini, l’origine dell’universo e il suo lato oscuro. Questo compito rappresenta un’avventura estremamente affascinante in un territorio scientifico inesplorato.

Riferimenti: Infn