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FISICA/ Laboratori del Gran Sasso: tre tunnel per intrappolare i neutrini (e forse la dark matter)

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Il rivelatore OPERA nei Laboratori del Gran Sasso  Il rivelatore OPERA nei Laboratori del Gran Sasso
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Ma una volta tolto Opera, la sala C della galleria dei LNGS non resterà vuota: al suo posto è già pronto per insediarsi il Luna MV, una “facility” unica al mondo, dove il nome non ha nulla a che fare col nostro satellite naturale ma significa Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics and Applications-MegaVolts. «Si tratta di un acceleratore lineare elettrostatico per protoni e particelle alfa, progettato per studiare reazioni di nucleosintesi, ovvero misurare sezioni d’urto di reazioni nucleari rilevanti per la sintesi di elementi pesanti che avviene nelle stelle ed è avvenuta nell’universo primordiale. È un esperimento di fisica delle astro particelle, già approvato e finanziato per due anni come progetto premiale del Miur all’interno di una nutrita collaborazione internazionale. L’inizio della presa dati è previsto per il 2018, quindi abbiamo poco più di due anni per l’installazione e la messa a punto del nuovo apparato sperimentale».

Luna MV non è l’unica novità che proviene dalle gallerie dei LNGS. «Le novità più interessanti riguardano il tema caldo della dark matter: fra poco avremo l’inizio della presa dati dell’esperimento Cuore (Cryogenic Undregroung Observatory for Rare Events) il cui scopo principale è la ricerca del decadimento beta doppio senza emissione di neutrini, ma che cercherà anche tracce di materia oscura e studierà alcuni decadimenti rari. C’è poi l’esperimento Gerda (GERmanium Detector Array) che inizierà la fase due dopo i primi lusinghieri risultati».

L’apparato Cuore, che Ragazzi ci indica nella sala A, è il rivelatore bolometrico più grande mai costruito: bolometrico significa che lavorerà a temperature criogeniche, cioè i suoi oltre 740 chilogrammi di cristalli, più altre 4 tonnellate tra parti in rame e schermi in piombo, saranno raffreddati a 10 milliKelvin, 10 millesimi di grado sopra lo zero assoluto; «è il metro cubo più freddo dell’universo!».

Quanto a Gerda, studia il cosiddetto decadimento doppio beta senza neutrini nell’isotopo 76 del Germanio per cedrcare di capire se i neutrini sono particelle di Majorana, cioè se il neutrino e l’antiparticella di se stesso.

Infine, un altro appuntamento atteso: «Tra una decina di giorni si inaugurerà nella sala B l’esperimento Xenon1T, anch’esso per la ricerca sulla materia oscura. Il progetto, avviato nel 2010, ha portato alla realizzazione del più grande rivelatore basato sull’utilizzo di Xenon in doppia fase». I rivelatori che utilizzano Xenon liquido (LXe) sono quelli che hanno raggiunto le sensibilità migliori per l’osservazione diretta di particelle di materia oscura, le cosiddette WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, ovvero Particelle massive debolmente interagenti; l’obiettivo dell’esperimento è di abbassare di circa due ordini di grandezza le sensibilità attualmente raggiunte per interazioni WIMP-nucleoni: il rivelatore utilizzerà circa 3 tonnellate di LXe contenuto in un doppio criostato realizzato con acciaio inox a bassa radioattività. Sono dimensioni necessarie se si vuole avere qualche chance con le WIMP, che sono molto massive (100 volte più pesanti di un protone o più) ma interagiscono pochissimo con la materia, ancor meno dei neutrini.



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