Dopo cinque anni di lavoro, ENSURE, un progetto ERC H2020 sviluppato al Politecnico di Milano, ha raggiunto il suo obiettivo principale: controllare e ottimizzare una tecnica non convenzionale di accelerazione delle particelle irradiando materiali nanostrutturati con proprietà innovative utilizzando superintenso e impulsi laser ultracorti. La conclusione del progetto è stata coronata dalla pubblicazione dell’articolo “Analisi PIXE quantitativa integrata e spettroscopia EDX utilizzando una sorgente di particelle guidata dal laser” in “Science Advances”, in uscita venerdì 15 gennaio 2021. L’approccio di ENSURE consente lo sviluppo di acceleratori più compatti e flessibili, con costi di costruzione e di protezione dalle radiazioni ridotti, per una varietà di applicazioni in diversi campi. Queste applicazioni sono state studiate anche da INTER, un secondo progetto di ricerca ERC H2020 collegato a ENSURE. Oltre alla loro importanza per la scienza di base, le applicazioni più rilevanti includono: Analisi non invasiva di materiali di interesse storico/artistico, per uso industriale e monitoraggio ambientale Sterilizzazione di apparecchiature mediche Produzione di radioisotopi per uso medico, diagnostico e terapeutico Radiografia di container in aree di transito come dogane e aeroporti Nei campi del patrimonio culturale la composizione di un dipinto potrebbe essere determinata analizzando le proprietà dei materiali utilizzati per realizzarlo. Questo può essere fatto irradiando l’oggetto analizzato con particelle accelerate da laser superintensi e misurando la radiazione secondaria emessa all’irradiazione. L’articolo Science Advances ha dimostrato la fattibilità di questo tipo di applicazione, grazie alla partnership del gruppo ENSURE con il team del Centro De Láseres Pulsados a Salamanca, in Spagna. Oltre ai risultati della ricerca, ENSURE ha raggiunto altri importanti obiettivi. Il Politecnico di Milano si è dotato di due nuovi laboratori che ospitano strumenti scientifici di ultima generazione per produrre i materiali non convenzionali necessari alla realizzazione dei target irradiati. Un’area di 100 metri quadrati è stata allestita per due sistemi per la produzione di materiali nanostrutturati: un sistema di deposizione laser pulsata a femtosecondi e un innovativo sistema di sputtering magnetron. Questa apparecchiatura consente di produrre materiali di interesse scientifico che possono essere utilizzati in molti campi diversi. ENSURE ha istituito un gruppo di ricerca multidisciplinare, con competenze nei settori della fisica, della scienza dei materiali e della scienza e tecnologia nucleare. Il gruppo è composto da giovani ricercatori il cui lavoro ha attirato l’attenzione della comunità scientifica internazionale e valorizza le competenze dell’Università in queste aree di ricerca. Matteo Passoni, professore ordinario di Fisica Teorica della Materia che sovrintende al progetto e alla ricerca descritta nell’articolo ha dichiarato: “La ricerca sul processo di accelerazione che abbiamo indagato teoricamente e sperimentalmente ha prodotto risultati positivi. Abbiamo prodotto materiali con proprietà insolite, come schiume di carbonio nanostrutturate a densità estremamente bassa, che possono rendere più efficiente il processo di accelerazione. Abbiamo dimostrato che i risultati possono essere migliorati concentrandosi non solo sui laser ma anche sui materiali irradiati che è un metodo tecnologicamente più economico e più semplice. Inoltre, abbiamo iniziato a sperimentare alcune importanti applicazioni, con risultati promettenti “. Passoni ha concluso: “Negli anni, una decina di giovani ricercatori italiani hanno lavorato con me al Politecnico e la ricerca ha portato ad importanti partnership con eccellenti organizzazioni industriali, di ricerca e accademiche nazionali e internazionali”
