Gianpaolo Bellini (fisico)

Gianpaolo Bellini (Milano, 12 giugno 1935) è un fisico italiano, vincitore del premio internazionale Bruno Pontecorvo nel 2016[1] e del premio Enrico Fermi nel 2017[2]. È membro onorario della Società Italiana di Fisica e membro dell’Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere. È stato nel Consiglio Direttivo della Società Europea di Fisica ed ha ricoperto varie cariche istituzionali nel INFN, fino alla vicepresidenza. È stato il "padre" dell'esperimento Borexino.

RicercaModifica

Negli anni ’30 del XX secolo, Bethe e von Weizsäcker avevano ipotizzato l’esistenza, nelle stelle, di due diversi cicli di reazioni di fusione nucleare: il cosiddetto ciclo "pp" (protone-protone) e quello CNO (Carbonio-Azoto-Ossigeno). Il primo veniva ipotizzato come dominante nelle stelle medio-piccole, come il nostro Sole, il secondo in quelle cosiddette massive, cioè aventi una massa almeno il 30% superiore rispetto a quella del Sole.

Queste ipotesi rimasero tali per molti decenni, fino a quando si iniziò a studiare i neutrini emessi dal Sole. Tale studio fu condotto dapprima attraverso esperimenti di tipo radio-chimico e successivamente su rivelatori basati sulla luce Čerenkov in acqua o acqua pesante. Entrambi presentavano però dei problemi: nei primi non c’era la possibilità di distinguere fra i flussi dei neutrini emessi dalle varie reazioni nucleari nel Sole, mentre i secondi avevano una soglia molto alta a causa della presenza della radioattività naturale dei componenti del rivelatore, per cui riuscivano a studiare soltanto lo 0.1% del flusso di neutrini solari.

Fra il 1988 il 1990 Gianpaolo Bellini, discutendo con Raju Raghavan (Bell Laboratories) e Frank Calaprice (Università di Princeton), ideò un esperimento capace di misurare i flussi di tutte le reazioni solari di fusione che emettono neutrini. Condizione indispensabile per raggiungere questo obbiettivo era l’abbattimento della radioattività naturale di fondo a livelli mai raggiunti prima da nessun altro esperimento.

Nel quinquennio 1990-1995 un R&D permise lo sviluppo di metodi innovativi i quali, applicati alle parti liquide dell’esperimento, permisero di guadagnare fino a 13 ordini di grandezza rispetto alla radio-contaminazione naturale. L’esperimento, chiamato Borexino, fu istallato ai Laboratori del Gran Sasso del INFN.

Nel 2007 iniziò la presa dati e le scoperte si sono succedute una dopo l’altra. Nel 2014 fu completata la misura di tutte le reazioni di fusione del ciclo protone-protone, le quali producono il 99% di tutta l’energia solare; questa misura permise il confronto della luminosità solare sia attraverso i neutrini sia attraverso i fotoni, che si rivelò costante su una scala di più di 100.000 anni. Questa scoperta storica fu seguita nel 2020 da una forse ancora più importante, la misura del ciclo CNO, dominante nelle stelle massive e in ultima analisi nell'Universo.

Nel 2014 e nel 2020 i risultati di Borexino sono stati classificati fra i 10 migliori risultati della fisica mondiale dal Physics World del britannico IOP. Nel 2014 le poste italiane hanno immesso un francobollo celebrativo dell’esperimento.

Gianpaolo Bellini, che dopo averlo ideato ha diretto l’esperimento per 22 anni, nel 2016 ha ricevuto il premio Bruno Pontecorvo, deciso da una commissione di fisici statunitensi, giapponesi, russi e italiani[3]. Nel 2017 è stato insignito del premio Enrico Fermi, il maggior premio di fisica italiano, erogato dalla Società Italiana di Fisica e deciso dai maggiori enti di ricerca italiani: CNR, INFN, INAF, INGV, ecc.

In precedenza ha partecipato come responsabile dei gruppi italiani o dell’intero esperimento ad altre ricerche presso il CERN, l' IHEP (Serpukhov) ed il Fermi National Accelerator Laboratory. Ha scritto l’intero capitolo di fisica riguardante la produzione coerente di particelle di alta energia su nuclei. È stato l'ideatore dei “bersagli attivi”: una prima versione, consistente in un telescopio molto compatto composto da 40 sottili strati di rivelatori al Silicio, fu sviluppata e realizzata nel suo laboratorio rivelatori a Milano[4]. Furono impiegati per la prima volta nell'esperimento NA1 al CERN, che ha consentito di misurare per la prima volta la vita delle particelle D0 e ΛC[5]. Una versione ulteriormente migliorata fu usata nell'esperimento E687 al FNAL[6]. Con il suo gruppo di Milano ha sviluppato il primo rivelatore di microvertice al silicio che, installato in sala sperimentale al Fermilab, ha permesso la migliore misura di tutte le vite medie dei mesoni e barioni con Charm negli anni ‘80 del secolo scorso. Per la scoperta della prima e seconda eccitazione radiale del mesone π[7] Bellini, insieme a A.A.Tjapkin, ha ricevuto alla fine degli anni ’70 una menzione speciale da parte dell’Accademia delle scienze dell'URSS.

NoteModifica

  1. ^ Il Premio Pontecorvo a Giampaolo Bellini, su primapagina.sif.it.
  2. ^ A Gianpaolo Bellini il premio Enrico Fermi, su researchitaly.it, 12 settembre 2017.
  3. ^ PREMIO INTERNAZIONALE/ A Gianpaolo Bellini il "Bruno Pontecorvo" 2016, su IlSussidiario.net, 21 febbraio 2016.
  4. ^ (EN) Gianpaolo Bellini, Lorenzo Foà e Marcello A. Giorgi, Semiconductor detectors for lifetime measurements and high space resolution, in Physics Reports, vol. 83, n. 1, 1º marzo 1982, pp. 9–38, DOI:10.1016/0370-1573(82)90139-9. URL consultato l'11 febbraio 2021.
  5. ^ (EN) S. R. Amendolia, G. Bagliesi e G. Batignani, ΛcPhotoproduction and lifetime measurement, in Zeitschrift für Physik C Particles and Fields, vol. 36, n. 4, 1º dicembre 1987, pp. 513–516, DOI:10.1007/BF01630588. URL consultato l'11 febbraio 2021.
  6. ^ (EN) Gianluigi Boca, The latest results in charm physics of the experiment E687 at Fermilab, in Nuclear Physics B - Proceedings Supplements, vol. 75, n. 3, 1º aprile 1999, pp. 124–128, DOI:10.1016/S0920-5632(99)00338-2. URL consultato l'11 febbraio 2021.
  7. ^ (EN) G. Bellini, P. L. Frabetti e M. di Corato, Nuclear targets as a powerful tool in selecting resonant states, in Il Nuovo Cimento A (1965-1970), vol. 79, n. 3, 1º febbraio 1984, pp. 282–292, DOI:10.1007/BF02813367. URL consultato il 22 gennaio 2021.

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