La Scienza in Circolo. La fisica dei raggi cosmici e la geologia

Venerdì 26 gennaio (ore 21.15), al Circolo L'Ortaccio di Vicopisano, le esperienze alla miniera del Temperino di Campiglia

Cosa c’entra la fisica dei raggi cosmici con le indagini geologiche? C’entra.

Quando i raggi cosmici si scontrano con l’atmosfera terrestre, si producono sciami di muoni, particelle subatomiche capaci di attraversare grandi quantità di materia.

Questa loro capacità è alla base della radiografia muonica, anche detta muografia, una tecnica analoga alla radiografia a raggi X, che può essere utilizzata per vedere cosa c’è in profondità nel sottosuolo.

Sfruttare i muoni per svelare aspetti ancora sconosciuti dei siti minerari e contribuire alla loro tutela è l’idea che ha condotto un gruppo di fisici e geologi dell’INFN, CNR e Università di Firenze a svolgere una campagna di misure muografiche nella miniera del Temperino. Nel distretto minerario di Campiglia Marittima. I risultati ottenuti sono di grande interesse sia per garantire la sicurezza della galleria visitabile, sia per proseguire le ricerche in ambito geologico e minerario che aprono la strada all’utilizzo futuro di questa tecnica innovativa.

La fisica dei raggi cosmici e la geologia.

La radiografia muonica, anche detta muografia, è una tecnica non invasiva analoga alla più conosciuta radiografia a raggi X, che utilizza una radiazione naturale presente nell’atmosfera terrestre, quella dei muoni, per l’imaging di strutture materiali medio-grandi, con dimensioni che possono andare dal metro fino ad alcune centinaia di metri. Sfruttare i muoni per svelare aspetti ancora sconosciuti dei siti minerari e contribuire alla loro tutela è l’idea che ha condotto un gruppo di fisici e geologi dell’INFN, CNR e Università di Firenze a svolgere una campagna di misure muografiche nella miniera del Temperino. Questa miniera fa parte del parco Archeominerario di San Silvestro, che comprende tutto il territorio del distretto minerario di Campiglia Marittima, che è stato interessato da attività di ricerca ed estrazione di minerali metalliferi dall’epoca antica fino al secolo scorso. Negli ultimi decenni la miniera è stata anche oggetto di esplorazioni con tecniche speleologiche, di rilevamenti geologici e analisi geochimiche e petrografiche, dalle quali si è ottenuto un nuovo modello geologico-petrologico del giacimento, che ha permesso di calibrare e interpretare correttamente le radiografie muoniche. I risultati ottenuti sono di grande interesse sia per garantire la sicurezza della galleria visitabile, sia per proseguire le ricerche in ambito geologico e minerario che aprono la strada all’utilizzo futuro di questa tecnica innovativa.

Vitaliano Ciulli
Laureato alla Scuola Normale nel 1993, ha conseguito il PhD all’Università di Pisa nel 1997 e ha poi trascorso un periodo al CERN, prima di diventare ricercatore a Firenze nel 2000. Dal 2021 è professore ordinario di Fisica sperimentale al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze, dove è attualmente Presidente del Corso di Laurea in Fisica e Astrofisica. Ha svolto principalmente la sua attività di ricerca al CERN, prima nell’esperimento ALEPH al collisore LEP e in seguito nell’esperimento CMS al collisore LHC. Ha partecipato alla costruzione del tracciatore al silicio di quest’ultimo esperimento e si è occupato poi dell’analisi dei dati, contribuendo alla scoperta del Bosone di Higgs. Negli ultimi anni si è interessato ai raggi cosmici e alla muografia. Da molti anni si dedica alla divulgazione e ha tenuto seminari e conferenze nelle scuole di ogni ordine e grado e nell’ambito di festival e altri eventi.

Andrea Dini
Andrea Dini è Primo Ricercatore dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR. Si occupa dello studio dei sistemi magmatico-idrotermali, con particolare attenzione ai giacimenti minerari e ai sistemi geotermici, per comprendere i processi di trasferimento di materia ed energia all’interno della litosfera terrestre. Alterna le spedizioni scientifiche in tutti i continenti del pianeta, con le attività analitiche nei laboratori geochimici e isotopici del CNR. Ha partecipato alla scoperta di tre nuove specie mineralogiche e, come riconoscimento per le sue attività di ricerca in campo mineralogico, gli è stato dedicato il nome di una nuova specie mineralogica (andreadiniite). La Società Italiana di Mineralogia e Petrologia gli ha attribuito il Premio Nogara per i suoi contributi nel campo dei giacimenti minerari. È stato Visiting Professor per un anno all’Università di Ginevra e partecipa come esperto CNR al Tavolo Tecnico interministeriale MIMIT - MASE sulle Materie Prime Critiche