L'Electron-Ion collider sarà il primo collisionatore elettrone-protone ed elettrone-nucleo con fasci polarizzati, e sarà realizzato al Brookhaven National Laboratory (Upton, New York). La costruzione di questa nuova macchina acceleratrice partirà nel 2025 e l'inizio delle sue operazioni è previsto nel 2031. EIC sarà una macchina di scoperta che permetterà di studiare i segreti della "colla" che tiene insieme i nucleoni, mattoni fondamentali della materia visibile nell'Universo. L'acceleratore utilizzerà l'anello adronico in operazione a RHIC di cui è previsto un potenziamento, e verrà costruito un anello per gli elettroni con energie di 5-18 GeV. La macchina è prevista raggiungere luminosità di 10³³-10³⁴ cm^-2s^-1 per energie nel centro di massa variabili tra 28 e 140 GeV. L'Electron-Ion Collider è quindi una macchina unica per potere rispondere a domande profonde riguardo ai nucleoni e alla nostra comprensione della Cromodinamica Quantsitica: come emergono dalla QCD la massa e lo spin del nucleone? Quali sono le proprietà di sistemi ad alta densità gluonica? 

Durante il seminario saranno presentati gli obiettivi di fisica e le principali misure previste, tra le quali quelle relative a funzioni di struttura attraverso scattering semi-inclusivo e esclusivo, spin e flavor structure del nucleone e nuclei, massa del nucleone, studio di heavy flavour per misure di gluon structure function e adronizzazione in materia nucleare e spettroscopia adronica. Sarà inoltre discusso lo stato del progetto della macchina, i requirements per i detectors e lo stato dell'esperimento ePIC, che si è recentemente costituito in collaborazione internazionale e di cui vari gruppi INFN fanno parte, attraverso l'iniziativa EIC_NET della CSN3. In particolare verrano presentati i contributi italiani previsti sia alla macchina acceleratrice che ad alcuni dei sotto-rivelatori dell'esperimento ePIC.

The 2022 Nobel prize in Physics has acknowledged the fundamental role of Bell’s theorem in physics. It is well understood that the experimental demonstration of the theorem implies the existence of quantum correlations, often known as nonlocal, that cannot be described by classical theories, in which measurement outcomes are predetermined.

In recent years, Bell nonlocal correlations have also acquired the status of information resource, as they are crucial for the construction of quantum information protocols in the device-independent scenario, where no modelling of the devices is assumed in the implementation. Because of this absence of modelling, device-independent protocols offer the strongest form of security attainable in quantum theory.

This seminar provides an introduction to all these concepts, going from quantum foundations to quantum information science and back. The main concepts and tools in the device-independent formalism are explained, together with an overview of the main results and remaining challenges.

L'esperimento DUNE, attualmente in costruzione a Fermilab e alla  Sanford Underground Research Facility (SURF), è uno dei progetti più ambiziosi mai concepiti nella fisica dei neutrini. Il suo programma di fisica spazia dalla misura di precisione dei parametri che regolano le oscillazioni dei neutrini mediante un fascio a larga banda, allo studio delle astroparticelle, mediante l'uso di fonti naturali, alla fisica oltre il modello standard. Un programma così ampio è reso possible dalla grande massa del rivelatore (70 Kt), dalla sua ubicazione a 1500 m di profondità, dall'adozione della tecnologia delle TPC in argon liquido, dalla potenza senza precedenti del fascio  e da un sofisticato complesso  di Near Detectors, dedicati a ridurre l'errore sistematico. In questo seminario discuteremo le performances di DUNE nella determinazione dell'ordinamento di massa del neutrino e nello studio della violazione di CP nel settore leptonico, nella potenziale osservazione di esplosioni di supernova, nel decadimento del protone e negli studi di precisione dei neutrini atmosferici e solari. Descriveremo anche lo stato della costruzione, i risultati dei prototipi  e i futuri sviluppi dell'esperimento.

Ogni anno, più di 13000 studenti delle scuole superiori di 60 paesi partecipano ad una delle masterclasses organizzate dall’ International Particle Physics Outreach Group (IPPOG), col supporto del CERN e, in Italia, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

I ricercatori di Pavia sono coinvolti da diversi anni all’iniziativa delle masterclass, realizzate anche in collaborazione con il Dipartimento di Fisica. In particolare, aderiscono al progetto "Hands On Particle Physics", che permette agli studenti di lavorare su dati acquisiti dai tre grandi esperimenti del Large Hadron Collider del CERN ATLAS, CMS e ALICE, in cui i ricercatori pavesi sono coinvolti.

INRIM is the Italian institute devoted to metrology within the International Convention of the Meter. The development and the deployment worldwide of quantum standards is among its core activities, both in fundamental research and services.

The Quantum Metrology Division is deeply committed to new standards, new measurements, and new devices. In particular, in recent years three relevant trends are emerging. First, in the frame of the European Quantum Communication Infrastructure, INRIM is active with the Italian Quantum Backbone research infrastructure and the QKD testing and validation activities; second, the miniaturization trends (also in metrology but not only) led to the new research infrastructure Piquet for quantum, micro and nano devices; third, a growing engagement in the aerospace sector, from Galileo to the new quantum challenges.

The talk will describe INRIM achievements and perspectives on these three
challenges.

The lecture will address applications of nuclear and subnuclear physics technologies to Cultural Heritage and  Environment.

Nuclear techniques for Cultural Heritage are oriented to diagnostics, conservation and restoration of artworks. They also include their non-​destructive compositional analysis which is of great interest both to art historians and restorers. These techniques, and in particular those based on the use of accelerated ion beams to probe the composition of materials, are multi-​elemental, quantitative, very sensitive and fast to perform. They can provide stratigraphic and fine spatially resolved information.

The same techniques are very useful to study the composition of the particulate matter (aerosol) which has natural or anthropic source, thus giving clues on the quality of the air, pollution and possible impacts on climate change.

Examples of specific applications performed at LABEC, the INFN and University of Florence laboratory, will be presented during the seminar.

All’interno del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza è previsto il finanziamento di 14 partenariati estesi con l’obiettivo di finanziare progetti di ricerca di base per rafforzare le filiere della ricerca a livello nazionale e promuovere la loro partecipazione alle catene di valore strategiche europee e globali. Durante questo incontro verrà presentato il progetto di partenariato esteso in Scienze e Tecnologie Quantistiche, che verrà implementato attraverso il National Quantum Science and Technology Institute (NQSTI). Si parlerà delle diverse linee di ricerca nelle quali si articola il progetto e del ruolo del nostro Ateneo in questa importante iniziativa.

Simone Severini guidera' una conversazione aperta a tutti su cos'è la computazione quantistica, sulle prospettive delle tecnologie quantistiche e sullo stato dell'arte attuale. Simone gestisce la divisione di Tecnologie Quantistiche per Amazon Web Services (AWS) a Seattle.

High-order harmonics are generated from the interaction of intense femtosecond laser pulses with noble gases. Recently, high-order Harmonic Generation (HHG) led to the realization of table-top sources of coherent XUV and Soft-X Ray radiation. With these sources, ultrafast spectroscopy can be performed with extreme temporal resolutions, down to the attosecond regime (1 as = 10^-18 s), and with the site and chemical selectivity. These features grant access to purely electronic dynamics in molecules and solids and fundamental processes of light-matter interaction. Furthermore, HHG has been successfully used as a spectroscopic tool in the gas phase and condensed matter, allowing the study of electron dynamics in a cation following sudden ionization, all-optical band structure reconstruction, and berry phase retrieval. These findings demonstrate the flexibility and potentiality of this technique.

In this colloquium, I will introduce the principle of high-order harmonic generation as a source of XUV radiation and its application for ultrafast XUV spectroscopy and high-order harmonic spectroscopy. I will also report on the most recent developments in ultrafast XUV spectroscopy based on HHG in the Udyni labs [1] at CNR-IFN.

I will describe our recent developments in efficient XUV generation in microfluidic devices fabricated by femtosecond laser irradiation followed by chemical etching [2]. With this approach, we were able to control the harmonic generation process in the gas on the micro-meter scale with high flexibility, enabling a high photon flux and phase matching on broadband harmonics up to 200 eV. This source is part of a new beamline for transient absorption/reflectivity measurements in molecules and solids. I will also describe the beamline developed for HHG spectroscopy in solids available at CNR-IFN and report on preliminary results in dielectrics and semiconductors.

[1] www.udyni.eu

[2] A. G. Ciriolo et al., J. Phys. Photonics 2, 024005 (2020); https://doi.org/10.1088/2515-7647/ab7d81

[3] A. G. Ciriolo et al., APL Photonics 7, 110801 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0118199