Scientists at CERN, in collaboration with the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) and involving researchers from the University of Brescia, have achieved a groundbreaking feat: capturing a high-resolution image (4 billion pixels) of matter and antimatter annihilation. This was made possible by modifying a standard cellphone image sensor into a particle detector.
The experiment, AEGIS, utilized a modified cellphone image sensor, converting it into a particle detector capable of capturing the annihilation event with exceptional clarity. This innovative approach offers a significant advancement compared to traditional emulsion detectors, providing immediate data readability. The resolution achieved is comparable to that of emulsion detectors (around 300 nanometers) but in an electronic format.
Multiple Italian institutions contributed to the project, including the INFN (with sections in Milan, Pavia, and Trento), the University of Trento, the University of Milan, the Polytechnic University of Milan, and the University of Brescia. The University of Brescia was among the first to propose the AEGIS experiment back in 2007.
This development is considered a milestone. The enhanced resolution and electronic readout offer significant potential for advancements in particle physics experiments where high positional resolution is critical. Moreover, the modified sensor shows promise in other fields, such as biomedical imaging.
di Thomas Bendinelli
Il risultato è stato possibile grazie alla manipolazione di un sensore di cellulare
Al Cern hanno fotografato il momento esatto in cui materia e antimateria si scontrano, vengono a contatto, e si distruggono a vicenda. La cosa stupefacente è che la foto è nitida, nitidissima, avendo una risoluzione da 4 miliardi di pixel. Il risultato arriva dallâesperimento AEGIS, condotto in collaborazione con lâIstituto nazionale di Fisica Nucleare, di cui fa parte anche il ricercatore bresciano dellâUniversità degli Studi di Brescia Nicola Zurlo, ed è stato pubblicato sulla rivista Science Advances. I ricercatori sono partiti da un sensore di immagine delle fotocamere dei telefoni cellulari, comunemente utilizzato per trasformare la luce in ingresso in unâimmagine digitale, e lo hanno modificato trasformandolo in un rivelatore di particelle.Â
AEGIS vede il coinvolgimento di numerose realtà italiane allâinterno di una nutrita collaborazione internazionale: oltre allâINFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, presente con le Sezioni di Milano, Pavia e con il TIFPA di Trento), sono coinvolti ricercatori dellâUniversità di Trento, della Statale di Milano, del Politecnico di Milano e dellâUniversità di Brescia. Questâultima, in particolare, è stata tra i pionieri del settore: è stata una delle istituzioni accademiche che aveva proposto lâesperimento AEGIS, nellâormai lontano 2007. «Per noi questo esperimento rappresenta una pietra miliare», afferma Ruggero Caravita, responsabile della collaborazione e ricercatore dellâInfn. Il risultato permette infatti di ottenere misure oggi quasi impossibili. «Questo sensore rappresenta un vero e proprio punto di svolta e potrebbe avere un impatto significativo anche più in generale per la fisica delle particelle, specialmente in esperimenti dove lâalta risoluzione di posizione è cruciale», commenta Caravita. «Il rivelatore realizzato è lâequivalente elettronico di una lastra fotografica â spiega Nicola Zurlo, docente di Fisica Sperimentale dellâUniversità degli Studi di Brescia â.Â
Confrontando la risoluzione di ciascun sensore con il record di tracciamento delle particelle in un rivelatore a emulsione, che si attesta intorno a 300 nanometri, si osserva che il nuovo dispositivo raggiunge una risoluzione praticamente equivalente, ma in modalità elettronica, rendendo quindi i dati immediatamente leggibili. Non saranno più necessarie ore o giorni per procedere con lo sviluppo della lastra ad emulsione e conoscere quindi il risultato finale». Il sensore potrà avere ovviamente altre applicazioni, come ad esempio lâimaging biomedico. Dalle scienze dure alle applicazioni utili per migliorare la vita, che è poi un poâil senso della ricerca.
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4 aprile 2025 ( modifica il 4 aprile 2025 | 09:16)
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