Attività di Ricerca

Il gruppo di ricerca del Laboratorio AntiMateria è attivo in molti campi di ricerca utilizzando particelle e atomi di antimateria: positroni, positronio, antiidrogeno, protonio. L’attività è condotta presso il Laboratorio del Dipartimento di Fisica, alla sala del Deceleratore di Antiprotoni (Antimatter Factory) al CERN (AEgIS: Antimatter Experiment: gravity, Interferometry, Spectroscopy), al Reattore di Ricerca FRMII –(NEPOMUC facility). Il gruppo ha sviluppato competenze nella progettazione e realizzazione di fasci di particelle di antimateria sia continui che pulsati a bassa energia, la manipolazione di antimateria con campi elettromagnetici e sistemi laser e sviluppo di rivelatori con risoluzione energetica, spaziale e temporale.  AML è anche parte dell’istituto INFN-TIFPA ed al momento due esperimenti sono co-finanziati dalla CSN3 (Commissione Scientifica Nazionale 3) dell’INFN: AEgIS al CERN e PsICO (Positronium interferometry and Correlation Observation) presso Il Dipartimento di Fisica. L’esperimento PsICO ha anche un co-finanziamento da parte di Q@Tn (Quantum Science and Technology in Trento).

Esperimenti e progetti di fisica fondamentale e della fisica dello stato solido attualmente attivi sono elencati nel seguito. Dettagli si possono trovare nel sito del laboratorio AML.

Fundamental studies with antimatter

  • Misure di forze e dell’azione della gravità su antiidrogeno, positronio e protonio. 
  • Misura e studio dell’ entanglement dei fotoni gamma di annichilazione del positronio.
  • Fisica atomica con positronio. Lo stato legato metastabile positrone–elettrone.
  • Spectroscopia laser e laser cooling del positronio.
  • Manipolazione del positronio in stati quantici definiti.
  • Manipolazione del positronio in stato metastabile o stati di Rydberg (long-lived positronium) 
  • Studi per la produzione di positronio polarizzato.

Solid state studies with antimatter

  • Studio e caratterizzazione di porosità, tramite la misura di formazione del  positronio (3 gammas PAS: Positron Annihilation Spectroscopy; PALS: Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy), in film sottili di nanocompositi polimerici e biopolimerici per la realizzazione di filtri selettivi ai gas.
  • Studio di porosità in vetri.
  • Caratterizzazione delle specie chimiche che decorano porosità, cavità o difetti di tipo vacanza tramite spectroscopia CDBS (Coincidence Doppler Broadening Spectroscopy).
  • Studio di profile di difetti in film di ossidi tramite spectroscopie  DBS (Doppler Broadening Spectroscopy) e PALS (Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy).

Technological developments

  • Sviluppo di fasci pulsate di positroni.
  • Produzione di convertitori positroni/positronio.
  • Sviluppo di laser per la manipolazione, la spettroscopia ed il laser cooling del positronio.
  • Studio e sviluppo di rivelatori (sensibili a posizione, energia e tempo) per particelle cariche e raggi gamma  con energie sino I 511 keV.

Membri del gruppo

Coordinatore Roberto S. Brusa
Professori Roberto S. Brusa
Ricercatori Sebastiano Mariazzi, Ruggero Caravita (TIFPA)
Dottorandi Ahmad Chehaimi, Riley Ferguson
Collaboratori Fabrizio Castelli (Università di Milano – Department of Physics), Giovanni Consolati (Politecnico di Milano), Werner Egger and Marcel Dickman (Universitaet der Bundeswehr München und Institut für Angewandte Physik und Messtechnik, Neubiberg,Germany), Christoph Hugenschmidt and Francesco  Guatieri (Physik-Department E21 and FRMII, Technische Universitaet München),Alberto Somosa and Carlos Macchi (CIFICEN UNCPBA-CICPBA-CONICET and Instituto de Física de Materiales Tandil(UNCPBA Tandil, Argentina), Pawel Moskal (Jagiellonian University / Department of Physics Astronomy and Applied Computer Science), Beatrix C. Hiesmayr (University of Vienna / Quantum Optics, Quantum Nanophysics and Quantum Information), Riccardo Checchetto (Physic Department UNITN), Gian Domenico Sorarù and Mattia Biesuz (Dipartimento di Ingegneria Industriale – UNITN), Paolo Bettotti (Department of Physics - UNITN), Marco Volponi (CERN)
Staff tecnico Marco Bettonte, Luca Penasa