T-REX: L’Università di Perugia guida il contributo italiano alla ricerca neutronica
L’Università degli Studi di Perugia, attraverso il suo Dipartimento di Fisica e Geologia, sta guidando un progetto di grande importanza scientifica. In collaborazione con il Jülich Center for Neutron Scattering (JCNS) della Germania, il gruppo di Fisica Applicata dell’Università sta progettando e avviando la costruzione di T-REX (Time-of-flight Reciprocal space EXplorer). Questa è una beam-line di neutroni dedicata allo studio microscopico di nano e biomateriali. Troverà la sua casa presso la European Spallation Source (ESS), un nuovo centro di ricerca europeo per lo studio della scienza dei materiali attraverso la spettroscopia neutronica. L’ESS è attualmente in costruzione a Lund, nel sud della Svezia, e viene realizzato grazie al finanziamento di 13 Paesi europei, tra cui l’Italia.
T-REX è la più complessa delle 15 beam-lines di ESS. Il progetto è finanziato dai Ministeri della Ricerca italiano e tedesco, per un valore complessivo di 24 milioni di euro, di cui 6 milioni provengono dall’Italia. Il finanziamento italiano è interamente gestito dal Prof. Andrea Orecchini del gruppo di Fisica Applicata del Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università di Perugia. Questo è possibile grazie a una complessa struttura organizzativa che coinvolge il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.
Nel corso del 2024, i primi componenti di T-REX saranno installati a Lund. Nei due anni successivi, i componenti italiani saranno integrati con quelli tedeschi, completando così la costruzione dell’intera beam-line nel 2027. T-REX diventerà quindi accessibile ai ricercatori italiani, tedeschi ed europei in generale nel 2028.
T-REX è progettato per diventare il leader mondiale tra gli spettrometri della sua categoria, con caratteristiche di efficienza finora ineguagliate. Ha un ampio spettro di applicazioni scientifiche, tutte di potenziale alto impatto per la società civile. Queste vanno dallo sviluppo di biomateriali intelligenti, come proteine o enzimi innestati in polimeri artificiali per la progettazione di nuovi farmaci a rilascio chirurgico e controllato, allo studio di superconduttori ad alta temperatura per elettromotori di potenza a basso costo energetico.
T-REX potrà contribuire alla progettazione di nanomateriali a base di carbonio o cellulosa, per applicazioni d’impatto ambientale quali la purificazione di acque, il monitoraggio dei livelli di inquinamento, il controllo del tasso di umidità in ambienti biomedicali, fino all’ingegnerizzazione di membrane polimeriche per celle a combustibile. Potrà essere utile nella progettazione di batterie alternative a basso impatto ambientale e nello sviluppo di nuovi sistemi di gestione energetica sostenibile, così come nella messa a punto di nanomateriali spugnosi con efficienti capacità di immagazzinamento e rilascio controllato di idrogeno per motori puliti del futuro, fino allo studio di magneti molecolari o di nanostrutture magnetiche, per lo sviluppo di computer quantistici e di supporti fisici per stoccaggio di dati sempre più compatti e capienti. Alcune caratteristiche cruciali di questi bio e nanomateriali, infatti, in particolare quelle che derivano dalla presenza di atomi di idrogeno o di proprietà magnetiche, possono essere osservate esclusivamente o più agevolmente con i neutroni, i quali risultano indispensabili per completare le informazioni ottenute con tecniche di laboratorio più tradizionali e di piccola scala.
Gli accordi tra ESS e gli stati membri prevedono che parte del finanziamento venga erogato tramite contributi in natura, ad esempio la fornitura di competenze tecnico-scientifiche da parte dei gruppi di ricerca nazionali oppure macchinari e componenti prodotti in patria, in modo da garantire un giusto ritorno sul territorio nazionale degli investimenti stanziati da ogni Paese.
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