Presso la National Ignition Facility (NIF) in California, l'impianto laser più grande e potente al mondo, un team di ricerca composto da ENEA, Università di Francoforte, Centro Ricerche GSI di Darmstadt e Lawrence Livermore National Laboratory ha condotto un esperimento di portata storica. Per la prima volta, la collaborazione è riuscita a convertire energia in raggi gamma ed elettroni con un’efficienza fino a dieci volte superiore rispetto ai precedenti primati mondiali. Il traguardo è stato tagliato sfruttando il laser Advanced Radiographic Capability (ARC) della NIF e impiegando materiali avanzati micro-strutturati a bassa densità, noti come 'foam', caratterizzati da una densità di appena pochi milligrammi per centimetro cubo. La campagna alla NIF è stata l'apice di un lungo lavoro preparatorio europeo che ha compreso test preliminari sugli impianti laser Phelix in Germania e ABC dell'ENEA a Frascati.

L'esperimento rappresenta un progresso fondamentale nello sviluppo di nuove sorgenti di particelle e radiazioni generate da impulsi laser, soluzioni che offrono un'applicazione diagnostica di grande rilievo nella fusione nucleare a confinamento inerziale e nella ricerca scientifica avanzata. A guidare lo studio in qualità di principal investigator sono stati l'italiano Fabrizio Consoli dell'ENEA e Olga Rosmej dell'Università di Francoforte e del GSI. Il superamento del rigoroso processo di selezione internazionale del programma NIF Discovery Science evidenzia il valore della sinergia italo-tedesca, dimostrando come la preparazione documentata in impianti laser di scala minore sia la chiave per accedere con successo a infrastrutture globali di grande scala.

In questo contesto, il laser ABC del Centro Ricerche ENEA di Frascati si conferma l'unico impianto in Italia in grado di effettuare studi sulla fusione inerziale con regimi temporali e intensità laser coerenti con quelli della NIF, producendo impulsi con la maggiore energia nel Paese, pari a 200 Joule. La task force INER dell'ENEA, che gestisce la struttura, vanta oltre vent'anni di esperienza internazionale nella ricerca teorica e sperimentale su questi materiali innovativi. La struttura fa parte dell'associazione Laserlab-Europe AISBL, la rete che unisce i maggiori impianti del continente, il cui gruppo di esperti sui materiali micro e nano-strutturati è coordinato dal ricercatore ENEA Mattia Cipriani.

L'impianto californiano NIF, composto da 192 fasci laser, non è nuovo a imprese straordinarie: dopo aver dimostrato nel 2022 la fattibilità della fusione ottenendo più energia di quella iniettata, ha continuato a registrare prestazioni crescenti, arrivando a generare un quantitativo di energia da fusione quattro volte superiore rispetto a quella introdotta dai laser, toccando gli 8.6 MJ a fronte di 2.08 MJ di energia laser. L'eco di questo successo ha trovato risalto internazionale anche tramite la pubblicazione sul portale di Laser Lab Europe.