Units, nuovo laboratorio per entrare nella materia con i raggi X

Roma, 17 mag. (askanews) – Nuove tecniche di imaging per entrare nel cuore della materia e svelarne i segreti. A questo è dedicato il nuovo laboratorio del gruppo OptImaTo (Optimal Imaging and Tomography), inaugurato dall’Università di Trieste, allestito ad Elettra Sincrotrone Trieste e guidato dal fisico di fama internazionale Pierre Thibault, professore ordinario di fisica applicata dell’ateneo. OptImaTo è dotato di strumenti all’avanguardia che, combinati, rendono il laboratorio unico nel suo genere: un braccio robotizzato manipola i campioni da analizzare su scala micrometrica, mentre la potente sorgente a raggi X ad anodo liquido e il rivelatore photon-counting offrono immagini di massima qualità in tempi brevissimi. L’unicità del laboratorio – evidenzia Units – risiede proprio nel metodo di utilizzo combinato di questi strumenti: il potenziale per l’acquisizione di nuovi risultati e lo sviluppo di tecniche innovative è quindi straordinario.

“Nel nostro laboratorio stiamo lavorando su metodi di imaging che rivelano caratteristiche della materia invisibili con le tecniche raggi X convenzionali – spiega Pierre Thibault, professore ordinario di fisica applicata presso il Dipartimento di fisica dell’Università di Trieste – Le applicazioni saranno strategiche per l’industria, per lo sviluppo di nuovi materiali e per il monitoraggio dei cambiamenti climatici, grazie alla possibilità di studiare nel profondo le alterazioni causate dall’inquinamento ad esempio negli animali marini. Interessanti anche gli studi su delicati reperti fossili ed archeologici che possono essere investigati come mai prima d’ora. I raggi X attraversano la materia e le ‘foto’ che così si ottengono riproducono il loro grado di assorbimento da parte dell’oggetto. Sfruttando le conoscenze sull’interazione dei raggi X con la materia, siamo in grado di produrre immagini derivanti da fenomeni come la rifrazione o lo scattering dei raggi. In tal modo riusciamo a cogliere non solo più dettagli ma addirittura caratteristiche completamente nuove”.

Nato grazie ad un finanziamento europeo ERC (Horizon 2020) del valore di circa 2,2 milioni di euro ottenuto dal prof. Thibault per lo studio sul tema Scattering-Based X-ray Imaging and Tomography, la nuova struttura di ricerca consente di scattare immagini dell’interno di oggetti. UniTS e il centro di ricerca internazionale Elettra Sincrotrone Trieste hanno stretto un accordo per consentirne l’insediamento a Trieste, collaborando e contribuendo alla creazione di un team di dottorandi, ospitando la maggior parte delle attività sperimentali e mettendo a disposizione gli spazi.

“Inaugurare oggi il nuovo laboratorio OptImaTo nella sede di Elettra Sincrotrone testimonia non solo l’eccellenza della nostra ricerca e dei docenti che hanno scelto di far parte del nostro ateneo – commenta il rettore dell’Università di Trieste Roberto Di Lenarda – ma anche lo stretto rapporto di collaborazione e fiducia che ci lega con le straordinarie realtà scientifiche del territorio. I ricercatori avranno da oggi un nuovo strumento per avanzare la conoscenza in ambiti strategici per la società”.

Il Presidente di Elettra Sincrotrone Trieste, professor Alfonso Franciosi, ha così commentato: “Tutte le grandi infrastrutture di ricerca internazionali come Elettra Sincrotrone Trieste fioriscono anche grazie alla stretta collaborazione con le Università del territorio, prima fra tutte l’Università di Trieste. Siamo stati quindi felici di collaborare con UniTs nell’allestimento del laboratorio OptimaTo, che grazie alla guida del professor Thibault potrà offrire agli utenti internazionali di Elettra Sincrotrone Trieste un’importante risorsa complementare alle nostre macchine di luce Elettra e FERMI, sorgenti di brillanza insuperabile nell’intervallo dei raggi X”.

La tecnica adottata e sviluppata dal gruppo, molto efficace e insolita, è l’utilizzo di semplice carta vetrata come marcatore dei raggi X. Quando viene inserita tra la sorgente di raggi X e il campione, infatti, la carta vetrata produce una caratteristica distorsione dell’illuminazione dei raggi X “a macchia di leopardo”. Attraversando il campione, l’illuminazione così “frammentata” a livello spaziale trasporta con sé le informazioni sull’assorbimento, rifrazione e scattering, rivelandone caratteristiche inedite. I dati raccolti con questa tecnica innovativa e originale necessitano di un’interpretazione con metodi computazionali capaci di capire e ricostruire cosa è successo ai raggi X quando hanno attraversato il campione. Questo problema, tecnicamente chiamato “problema inverso”, vede il team dell’Università di Trieste eccellere nello sviluppo di metodi computazionali che consentono di decodificare l’interazione della materia con i raggi X e il disturbo causato, ad esempio, da vibrazioni e rumori che normalmente avvengono durante l’esperimento.