I Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN celebrano i 50 anni della firma della Convenzione istitutiva

Cinquanta anni fa nascevano a Catania, i Laboratori Nazionali del Sud (LNS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dando avvio a una delle più importanti infrastrutture scientifiche del Mezzogiorno e del panorama nazionale della ricerca. L’anniversario viene celebrato oggi, 29 maggio 2026, con un evento al Teatro Stabile “Verga” di Catania, alla presenza, tra gli altri, di Antonio Zoccoli, Presidente dell’INFN, Enrico Trantino, Sindaco di Catania, Enrico Foti, Rettore dell’Università di Catania e Santo Gammino, Direttore dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN.

“I Laboratori Nazionali del Sud rappresentano da cinquant’anni un esempio concreto di come la ricerca scientifica possa generare conoscenza, innovazione e opportunità per il territorio e per il Paese”, sottolinea il Presidente dell’INFN Antonio Zoccoli. “È quindi con grande soddisfazione e orgoglio che oggi celebriamo questo anniversario con chi ha contribuito e contribuisce tuttora a fare di Catania e della Sicilia un polo di ricerca di altissimo livello, capace di affrontare sfide scientifiche sempre nuove e di attrarre talenti e collaborazioni internazionali. Questi primi cinquant’anni rappresentano soprattutto un punto di partenza: guardiamo al futuro con l’ambizione di continuare a investire nelle grandi infrastrutture di ricerca, nelle nuove generazioni di scienziate e scienziati, e nella produzione di conoscenza, con le sue impreviste e straordinarie ricadute sulla società”.

“Celebrare questi cinquant’anni significa ricordare la visione e il coraggio di chi ha creduto nella possibilità di costruire nel Sud Italia un centro di eccellenza scientifica capace di attrarre competenze”, commenta Santo Gammino, Direttore dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN. “I nostri Laboratori vivono oggi un periodo di consolidamento e di premesse per uno sviluppo ulteriore, dando risposta con quanto costruito finora alle sfide che la società propone, in termini di benessere locale e nazionale. Uno sguardo al passato e a quello che cinquant’anni di impegno hanno donato al presente consente di guardare al futuro con tante aspettative, e ci consente anche di avere un giusto orgoglio per la collocazione attuale dei Laboratori Nazionali del Sud. Il progresso è stato costante, da Laboratorio di interesse nazionale a Laboratori che ora operano a livello internazionale in vari ambiti della fisica moderna. Se è innegabile il merito dei colleghi che cinquant’anni fa si sono fatti strada rubando spazi alla roccia e pensando in grande, va sottolineato che nei decenni successivi la voglia di far sempre meglio è costantemente stata una molla che ha coinvolto tutti e tutte, indipendentemente dal ruolo occupato da ciascuno”, conclude Gammino.

Fondati con l’obiettivo di promuovere la ricerca nel campo della fisica nucleare e delle sue applicazioni interdisciplinari, i Laboratori Nazionali del Sud hanno rappresentato negli anni un punto di riferimento internazionale per gli studi sulla struttura dei nuclei, l’astrofisica nucleare e particellare, la fisica degli acceleratori e le applicazioni della fisica alla medicina, ai beni culturali e all’ambiente sottomarino. Oggi presso i LNS lavorano circa 300 dipendenti e associati che svolgono attività di ricerca fondamentale, sfruttando il ciclotrone superconduttore e il Tandem Van de Graaff, e astroparticellare con il laboratorio sottomarino KM3NeT, oltre a varie applicazioni multidisciplinari per la biologia e la medicina, per la salvaguardia e lo studio di beni culturali, per sviluppi in campo energetico, industriale e ambientale.

Una storia lunga 50 anni

Il 29 aprile del 1976, l’INFN, il Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia di Catania (CSFNSM) e L’Università degli Studi di Catania firmavano la convenzione per “l’istituzione del Laboratorio Nucleare del Sud a Catania”, fortemente voluta da Antonino Zichichi con l’obiettivo dotare il Mezzogiorno di un polo scientifico di eccellenza e di una infrastruttura di ricerca di valore nazionale e internazionale. È l’atto ufficiale di nascita che rappresentava per la comunità scientifica catanese la tappa fondamentale di una storia iniziata, a metà degli anni ’50, con l’arrivo dell’acceleratore Van de Graaf da 2,5 MV nella vecchia sede del Dipartimento di Fisica di Corso Italia.

Completata la fase costruttiva riguardante l’edilizia, nel 1984 viene accelerato il primo fascio di protoni prodotti dall’acceleratore TANDEM. Dieci anni dopo, nel maggio del 1994 viene accelerato il primo fascio di ioni di Nichel con il ciclotrone Superconduttore, costruito presso il laboratorio LASA di Milano e installato tra il ’91 e il ’94 ai LNS. Nell’ultimo decennio del secolo scorso vengono realizzati e installati i grandi rivelatori MEDEA, CHIMERA e MAGNEX, ed entra in funzione la sorgente superconduttiva di ioni SERSE, in quel periodo la migliore al mondo per produzione di fasci ionici con alto stato di carica.

L’ultimo periodo degli anni ’90 segna anche l’inizio di un nuovo grande impegno per i LNS: le acque profonde del Mediterraneo diventano il luogo perfetto per la nuova frontiera legata agli studi dei neutrini. Dapprima, nel 2005, davanti le coste del porto di Catania, e successivamente nel punto più estremo della Sicilia al largo di Portopalo di Capo Passero, inizia la sfida del progetto per la costruzione della grande infrastruttura di ricerca multidisciplinare europea Km3NeT. Nel 2013 viene avviata la costruzione con la posa, a 3450 metri di profondità e ad oltre 100 km dalla costa, dei primi elementi della struttura dell’osservatorio sottomarino per neutrini ARCA che, assieme alla struttura ORCA al largo della Francia, nella configurazione finale occuperà un volume di un chilometro cubo.

Il 13 febbraio 2023, un segnale straordinario prodotto da un neutrino con un’energia record, è rivelato da ARCA nelle profondità abissali del Mediterraneo. Il risultato, pubblicato nel 2025 sulla rivista Nature, di cui ha conquistato anche la copertina, ha avuto una grande risonanza nella comunità scientifica internazionale e una vasta eco mediatica. Questo evento, denominato KM3-230213A, è il segnale del neutrino più energetico mai osservato e fornisce la prima prova che neutrini con energie così elevate vengano prodotti nell’Universo.

Applicazioni per la medicina: nasce il centro di protonterapia

Il 2002 è un anno significativo per il contributo della fisica alla terapia oncologica. Prende, infatti, avvio il progetto CATANA e per la prima volta in Italia si eseguono, grazie ad accordi specifici con il mondo medico ospedaliero, trattamenti di protonterapia su pazienti affetti da melanomi oculari, grazie all’utilizzo di fasci di protoni prodotti dal Ciclotrone Superconduttore dei LNS. Ad oggi sono stati trattati circa 500 pazienti. CATANA rappresenta un grande esempio di come gli studi della fisica nucleare portino ad applicazioni e ricadute nel tessuto sociale.

Applicazioni per il patrimonio culturale: il progetto LANDIS

Nello stesso decennio inizia l’impegno per lo sviluppo di strumentazione e metodi d’indagine non distruttiva basati sull’uso di tecniche avanzate di spettroscopia e diffrazione X per effettuare l’analisi chimico-fisica “in situ” di beni culturali e materiale archeologico. Si tratta del progetto LANDIS (Laboratorio di Analisi Non Distruttive in Situ), grazie al quale sono stati analizzati reperti come i rotoli del Mar Morto e il Tesoro di Misurata. Il laboratorio LANDIS è stato dotatodi uno scanner per imaging XRF basato su un nuovo sistema di rilevamento multiplo applicato allo scanner LANDIS-X peril patrimonio culturale.

Collaborazioni in Europa

A partire dal 2011, il panorama si allarga con la costruzione e il supporto di infrastrutture di ricerca europee, e si collabora alla realizzazione a Lund, in Svezia, della più potente sorgente di neutroni (European Spallation Source, ESS), a Bucarest, in Romania, per la costruzione dell’Extreme Light Infrastructure per applicazioni in fisica nucleare (ELI-NP), e a Praga, in Repubblica Ceca, per la costruzione di un centro di applicazione di fasci accelerati da laser per uso medico (ELIMed).

Potenziamento e sviluppo

Il potenziamento in atto ai LNS rappresenta una grande opportunità di crescita scientifica dei Laboratori nel panorama internazionale: il progetto include la ristrutturazione sostenibile degli apparati con il potenziamento del Ciclotrone Superconduttore, l’installazione del nuovo separatore di frammenti FRAISE per la produzione di fasci di particelle radioattive in volo, e l’aggiornamento dell’apparato sperimentale MAGNEX per l’esperimento NUMEN. La disponibilità dinuovi fasci aprirà la strada a significativi progressi scientifici a livello internazionale.

Nuovi progetti e il futuro dei LNS

Ai LNS si sta avviando la realizzazione di una serie di apparati per la produzione di radiazione basata su un laser a impulsi ultracorti che sarà il più potente finora installato in Italia. La facility, denominata I-LUCE (Laser indUced aCcEleration), è stata finanziata sinergicamente da tre progetti PNRR: EuAPS, SAMOTHRACE e ANTHEM. I-LUCE permetterà l’accelerazione di fasci di elettroni, protoni e ioni (fino a 60 AMeV) la produzione di radiazioni gamma, X e neutroni e lo studio di fenomeni fondamentali basati sul plasma.

Nell’area adiacente sarà installato l’apparato PANDORA che mira a studiare il decadimento beta dei radioisotopi di interesse astrofisico in un ambiente di plasma per riprodurre, almeno in termini di temperatura, le condizioni sperimentali di decadimento in un ambiente stellare. Il sistema multidiagnostico è ora completo, grazie anche alla proficua sinergia con il SAMOTHRACE Innovation Ecosystem.

L’impegno per la società e la promozione della cultura scientifica

In questi anni i LNS hanno intrapreso una lunga e impegnativa serie di iniziative dedicate al coinvolgimento delle scuole, delle istituzioni e della società per la promozione e diffusione della cultura scientifica e tecnologica.

Nel 2019 viene inaugurato il Visitor Centre dei LNS, un centro multimediale con una superficie di oltre 400 mq dotato di exhibit e installazioni, che accoglie migliaia di visitatori all’anno, in particolare studentesse e studenti delle scuole secondarie e primarie.

I LNS sono coinvolti nei progetti nazionali di public engagement dell’INFN INFN-Kids, LAB2GO, Art&Science e HOP, ospitando anche progetti organizzati nell’ambito del programma PCTO per le scuole secondarie superiori.

INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare