La Fisica delle astroparticelle studia le particelle elementari di origine astronomica e i loro meccanismi di formazione e propagazione attraverso l'Universo. Il gruppo di Fisica delle Astroparticelle del nostro Dipartimento, in associazione con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), si occupa principalmente di astronomia con telescopi di neutrini, ricerca della materia oscura, oscillazione di neutrini e di muografia.
- Astronomia con neutrini, materia oscura e oscillazione di neutrini: l’astronomia con neutrini studia emissioni astrofisiche di neutrini per poter determinare l’origine dei raggi cosmici. Per fare ciò è necessario costruire estesi apparati di rivelazione di luce Cherenkov, grandi anche un km³, in modo da rivelare i flebili segnali emessi dalle interazioni dei neutrini con la materia. Le ricercatrici e i ricercatori del nostro Dipartimento sono in prima linea nelle attività scientifiche della Collaborazione KM3NeT, che sta costruendo i rivelatori ARCA ed ORCA nel Mar Mediterraneo. Questi complessi rivelatori apriranno una nuova finestra sul nostro Universo contribuendo enormemente allo studio delle proprietà dei neutrini. Con questi stessi telescopi è possibile ricercare segnali di presenza di materia oscura nella Via Lattea e nel Sole. Infine, si può sondare l’infinitamente piccolo per comprendere l’origine delle masse dei neutrini e la loro ricca fenomenologia. Per questa finalità di ricerca, il gruppo è anche attivo nell’esperimento HyperKamiokande, in fase di costruzione in Giappone.
- Tomografia muonica: La muografia è una tecnica di visualizzazione, analoga alla radiografia, che utilizza i muoni di origine cosmica per costruire un'immagine di proiezione di un volume oppure vere e proprie ricostruzioni tridimensionali. Registrando il flusso di muoni su dispositivi appositi è possibile osservare l’interno di strutture geologiche come vulcani e zone di faglia, per determinare possibili cambiamenti non visibili in superficie, oppure investigare edifici di interesse storico-archeologico.
