A caccia di neutrini, sottacqua

In Sicilia un "telescopio" per rivelare le particelle "fantasma" sotto il mare

26 luglio 2016
A caccia di neutrini, sottacqua

[Articolo di d Angelo Piemontese - Corriere.it] - Osservare le sorgenti cosmiche dei neutrini ad alta energia e determinare la gerarchia delle masse dei differenti tipi di queste sfuggenti particelle prodotte da svariati fenomeni astronomici molto energetici quali le esplosioni stellari. Sono gli obiettivi scientifici del progetto KM3NeT, il più grande telescopio al mondo per "osservare" i neutrini cosmici, recentemente annunciati. Anche l’Italia è fortemente coinvolta in questo filone di ricerca: KM3NeT è infatti una rete di tre immensi rivelatori di particelle costituiti da una matrice di sensori di un chilometro cubo immersi nelle acque del Mediterraneo.

UNA STRUTTURA NELLO IONIO - Uno di questi sorgerà nel mar Ionio antistante la Sicilia, per la precisione di fronte a Capo Passero in provincia di Siracusa, e sarà gestito da un consorzio europeo che provvederà alla realizzazione dello strumento e al suo successivo funzionamento. Altre due strutture simili saranno posate sui fondali marini presso Tolone (Francia) e a Pylos (in Grecia nel Peloponneso). Ciascuna sarà composta da 115 catene lunghe centinaia di metri ancorate al fondo del mare e mantenute in posizione verticale da apposite boe e sulle quali saranno presenti 18 moduli ottici, cioè delle sfere di vetro contenenti ognuna 31 fotomoltiplicatori.

NEUTRINI - Grazie a questi strumenti sarà così possibile captare i neutrini cosmici provenienti dallo spazio, particelle molto refrattarie a interagire con la materia perché hanno una massa piccolissima e sono prive di carica elettrica. Ma proprio questa loro caratteristica consente loro di giungere sino a noi viaggiando per il cosmo senza subire interferenze da parte di gas e polveri interstellari a differenza di quel che avviene invece con la radiazione elettromagnetica. Questi messaggeri del cosmo possono trasportare informazioni su eventi occorsi dall’altra parte della galassia altrimenti invisibili, perché riescono a passare indisturbati attraverso la materia e i campi elettromagnetici. Però, al contempo, la loro elusività richiede rilevatori giganti per catturarli.

TELESCOPI SUBACQUEI - Ecco perché si è pensato di realizzare telescopi subacquei, usando tonnellate d’acqua come "bersaglio" per i neutrini. Infatti tra i miliardi di miliardi di neutrini che passano attraverso l’ingente mole d’acqua qualcuno riesce a interagire con i nuclei atomici delle molecole del liquido producendo particelle secondarie. A loro volta queste ultime attraversando l’acqua marina generano la radiazione di Cherenkov, una particolare luce blu che viene rilevata dai fotomoltiplicatori dello strumento. Che sarà piazzato a una profondità di 3-4 chilometri, dove la luce solare non può arrivare a disturbare i sensibilissimi rilevatori preposti a catturare la luce di Cherenkov, che invece si propaga molto bene nell’acqua di mare. Sarà così disponibile un super telescopio operativo 24 ore su 24 e sette giorni su sette.

ITALIA ALL'AVANGUARDIA - Con la struttura di capo Passero l’Italia si conferma all’avanguardia nello studio dei neutrini: ai Laboratori nazionali del Gran Sasso, nel cuore della montagna sotto Campo Imperatore, sono in corso infatti studi per misurare il flusso di neutrini solari (esperimento Borexino) e le trasformazioni che queste particelle compiono (le cosiddette oscillazioni di sapore) con il rivelatore Opera che raccoglie i neutrini prodotti dall’acceleratore di particelle situato al Cern di Ginevra, che hanno già dato grandi risultati. Negli anni Novanta lo strumento Gallex, collocato sempre sotto il Gran Sasso, ha contribuito allo studio dei neutrini provenienti dal Sole.

LE ORIGINI COSMICHE - La struttura tridimensionale costituita dalle 115 stringhe di KM3NeT consentirà di calcolare con precisione la traiettoria dei neutrini e identificare così la posizione della sorgente cosmica che li ha prodotti. Queste particelle si generano tramite fenomeni molto violenti: lampi di raggi gamma, esplosioni di supernove e collisioni stellari. Possono aiutare gli astrofisici a comprendere molti misteri insoluti dell’universo, l’evoluzione stellare e fornire indizi sulla materia oscura. Senza dimenticare che permettono di guardare quello che succede all’interno del Sole: infatti i neutrini vengono prodotti anche dai processi di fusione nucleare che avvengono nel cuore della nostra stella. Il loro studio consente così di capire meglio le dinamiche della fisica solare e di scoprire i segreti celati nella profondità delle stelle.

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26 luglio 2016

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