| Nuove applicazioni in mediciba con AGATA, sfera di cristalli per spiare atomi |
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| Scritto da Istituto Nazionale di Fisica Nucleare |
| Venerdì 09 Aprile 2010 12:00 |
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Una sfera di cristalli per osservare materia evanescente come quella che si forma nel cuore delle stelle. Si chiama 'AGATA' ('Advanced Gamma Tracking Array') e il suo dimostratore e' stato inaugurato oggi ai Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL) dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Si tratta di un rivelatore che studiera' la struttura di nuclei atomici molto particolari, osservando i raggi gamma che essi emettono quando decadono. Questi nuclei sono chiamati dai fisici 'esotici' perche', prodotti in natura nella fucina delle stelle, sono cosi' instabili da durare pochissimo, distruggendosi e dando origine alla materia di cui siamo fatti. Le soluzioni tecnologiche impiegate nell'esperimento potranno anche avere importanti applicazioni pratiche in altri settori. In ambito biomedicale, consentiranno di ottenere immagini a risoluzione molto piu' elevata in esami di diagnostica come la PET. Una prima sperimentazione di questa nuova tecnologia e' gia' stata realizzata con successo in Gran Bretagna. Inoltre, gli sviluppi di queste tecnologie potranno migliorare l'efficacia dei controlli di sicurezza nella ricerca di materiale radioattivo. All'esperimento partecipano centinaia di ricercatori che provengono da oltre 45 Istituti di ricerca di 13 Paesi europei: Italia, Bulgaria, Danimarca, Germania, Ungheria, Finlandia, Francia, Polonia, Regno Unito, Romania, Spagna, Svezia, Turchia. Quello che si inaugura oggi e' il 'dimostratore' di Agata: un primo 'spicchio' dello strumento che, una volta ultimato, si presentera' come una sfera di cristalli di germanio del diametro di circa un metro. ''L’inaugurazione - ha sottolineato Giovanni Fiorentini, direttore dei Laboratori Nazionali di Legnaro - testimonia la centralita' dei nostri Laboratori nel panorama internazionale della fisica nucleare e la dedizione dell'INFN per le frontiere della conoscenza assieme all'attenzione per possibili ricadute a beneficio della societa'''. I nuclei atomici costituiscono la maggior parte della materia visibile dell'Universo, pertanto lo studio della loro struttura e' di fondamentale importanza per capire le forze della natura e come si sono formati gli elementi chimici. I nuclei esotici vengono 'spiati' dagli scienziati osservando i raggi gamma che sono emessi quando questi decadono, dando origine a nuclei piu' stabili. E' proprio questo tipo di studi che ha permesso la comprensione dei fenomeni che avvengono al cuore della materia. E Agata e' il piu' grande sviluppo tecnologico in spettroscopia nucleare degli ultimi 30 anni. E' un progetto di ricerca e sviluppo per realizzare uno spettrometro '4π', cioe' un rivelatore in grado di catturare e segnalare le particelle prodotte nelle reazioni nucleari, in qualsiasi direzione vengano emesse. Il dimostratore di Agata rappresenta la prossima generazione di rivelatori a tracciamento per raggi gamma, le sue prestazioni non sono mai state raggiunte prima d'ora. Consentira' un nuovo approccio allo studio della struttura dei nuclei atomici e sara' impiegato in esperimenti che utilizzano sia fasci di particelle molto stabili, sia fasci di ioni pesanti radioattivi. I suoi 'occhi' saranno costituiti da 180 cristalli esagonali di germanio assemblati in 60 triplette. Agata verra' completato nel corso dei prossimi anni e avra' un enorme impatto sulla comprensione di quei nuclei atomici che hanno valori estremi del numero di protoni e di neutroni, della temperatura e del momento angolare. Le tecnologie e i software sviluppati per il rivelatore Agata potrebbero portare alla realizzazione di strumenti diagnostici come la PET molto piu' efficienti. Un primo passo in questa direzione è stato compiuto in Inghilterra dove un gruppo di ricercatori sta conducendo un progetto, 'ProSPECTus', che e' uno spin-out diretto di Agata. 'ProSPECTus' si basa sulla tecnica convenzionale di imaging chiamata 'Compton Camera' ma il prototipo in fase di costruzione premettera' di affinare a tal punto questa tecnica da aumentarne centinaia di volte la sensibilita'. Queste nuove caratteristiche faranno sì che ogni singolo paziente possa essere sottoposto a un esame PET che, pur garantendo una precisione altissima, (cento volte superiore all’attuale), permetta anche di inoculargli una dose di farmaco radioattivo (indispensabile in questo esame) inferiore a quella attualmente usata. Infatti, questa nuova tecnologia consente di identificare per ogni raggio gamma la direzione di provenienza senza il concorso di collimatori. È come se volessimo sapere che cosa succede nella stanza accanto: un conto è farlo guardando dal buco della serratura (con un collimatore), molto meglio e' poter aprire la porta (senza collimatore). Con il collimatore si deve cambiare posizione un gran numero di volte per vedere tutti gli angoli. Aprendo la porta si puo' osservare tutta la 'stanza' con un'unica occhiata. |