A cura di MIUR - Direzione Generale per il coordinamento la promozione e la valorizzazione della ricerca

Neutrini, sotto il Gran Sasso parte la caccia alle particelle di Majorana

Neutrini, sotto il Gran Sasso parte la caccia alle particelle di Majorana

Lo studio dei neutrini, tra le più sfuggenti particelle subatomiche studiate dai fisici, può contare ora su un nuovo alleato, un gigante freddo di oltre 740 chili, ospitato nelle profondità del Gran Sasso

Si tratta dell’esperimento CUORE-Cryogenic Underground Observatory for Rare Events: un rivelatore di rari eventi fisici, progettato per lavorare a temperature bassissime, prossime allo zero assoluto

Frutto di una collaborazione internazionale che vede in prima fila l’Italia, CUORE entra in attività in questi giorni presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare LNGS-INFN, dopo 2 mesi di presa dati che hanno confermato la precisione dell’esperimento, raccogliendo la piena soddisfazione dei fisici coinvolti nel progetto. 

L’obiettivo è cercare un particolare fenomeno fisico, noto come “doppio decadimento beta” senza emissione di neutrini. L’esistenza di questo tipo di evento, se verificata, potrebbe confermare che il neutrino è una particella che coincide con la propria antiparticella, in linea con una descrizione formulata dal fisico italiano Ettore Majorana, mai verificata sperimentalmente.

Comprendere se il neutrino sia una particella di Majorana potrebbe fornire una risposta a domande cruciali circa l’origine dell’Universo e della materia, come ha spiegato a ResearchItaly Antonio Masiero, vicepresidente dell’INFN.

Per rispondere a questa domanda, CUORE utilizza una tecnologia unica al mondo. 

L’esperimento è formato da 19 torri, ciascuna delle quali composta da 52 cristalli cubici di tellurite contenenti l’isotopo di tellurio-130: uno dei pochi isotopi presenti in natura in grado di generare il “doppio decadimento beta” senza emissione di neutrini. 

Le torri sono sospese all’interno del criostato - il fulcro tecnologico di CUORE - capace di mantenere i cristalli a pochi millesimi di grado sopra lo zero. A queste bassissime temperature, diventa dunque possibile osservare quelle minuscole variazioni di temperatura associate a interazioni significative, che a temperatura ambiente sarebbero invisibili.

I cristalli utilizzati nel rivelatore sono particolarmente puri sul piano della radioattività ambientale, un requisito fondamentale per garantire il corretto svolgimento dell’esperimento. 

Protetto dai raggi cosmici dalla barriera naturale di roccia della montagna, il rivelatore è isolato dalla radioattività ambientale grazie ad altre tre schermature, di cui una realizzata con antico piombo romano (ricavato dalla fusione di lingotti recuperati da una nave affondata oltre 2000 anni fa a largo della Sardegna).

L’esperimento riunisce più di 150 scienziati provenienti da 25 istituzioni di ricerca, principalmente italiane e statunitensi. Per il nostro paese vi prendono parte, oltre all’INFN, le Università di Bologna, Genova, Milano Bicocca e Sapienza di Roma. Berkeley Lab coordina la partecipazione americana. 

Data pubblicazione 24/10/2017
Fonte Redazione ResearchItaly
Tag Scienze fisiche e ingegneria