Un viaggio transoceanico è nei prossimi programmi dell’esperimento Icarus: il più grande rivelatore di neutrini ad argon liquido del mondo sarà, infatti, trasportato negli Stati Uniti, attraverso l’Oceano Atlantico, sotto la supervisione di un team di scienziati guidati dal premio Nobel Carlo Rubbia. Dopo essere stato operativo dal 2010 al 2014 nei Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Infn, Icarus troverà così nuova dimora al Fermilab di Chicago.
Con le sue 760 tonnellate di massa e i 20 metri di lunghezza, tra il 2010 e il 2014 il rivelatore è stato utilizzato per raccogliere dati nell'ambito dell'esperimento Icarus (http://icarus.lngs.infn.it),osservando un fascio di neutrini inviati dal Cern attraverso la crosta terrestre. Il rivelatore in questo momento è in fase di manutenzione e collaudo al Cern, dove è stato trasferito con un trasporto eccezionale lo scorso dicembre. Al suo arrivo al Fermilab il rivelatore sarà integrato in una serie di tre esperimenti in loco, dedicati allo studio dei neutrini. Tutti e tre i rivelatori saranno riempiti con argon liquido, che consentirà di utilizzare una tecnologia estremamente sofisticata per catturare immagini tridimensionali, attraverso piani di sottilissimi fili, delle tracce lasciate dalle particelle cariche prodotte dall’interazione dei neutrini. Ognuno dei rivelatori fornirà risultati differenti ma complementari, fondamentali per la caccia a un possibile quarto tipo di neutrino, oltre ai tre già noti.
"La camera a proiezione temporale ad argon liquido è una nuova tecnologia molto promettente che abbiamo originariamente sviluppato con la collaborazione Icarus, iniziando da un esperimento da tavolo, fino ad arrivare all'enorme cacciatore di neutrini" ha dichiarato Rubbia. "Ci aspettiamo che diventi la tecnologia leader nei grandi rivelatori ad argon liquido grazie alla sua abilità nel registrare con precisione millimetrica le tracce ionizzanti."
Al Fermilab al momento sono in funzione due fasci di neutrini ad elevata potenza e se ne sta sviluppando un terzo per consentire di realizzare le condizioni ottimali in cui Icarus possa continuare la sua ricerca. Gli scienziati prevedono di trasferire il rivelatore negli Stati Uniti nell'arco del 2017.
Il progetto della serie di tre rivelatori ad argon liquido consentirà di acquisire nuove conoscenze sui tre tipi di neutrini noti e, seguendo gli indizi di esperimenti svolti negli ultimi venti anni, di continuare la ricerca di un quarto tipo di neutrino, attualmente sconosciuto. Molte teorie nella fisica delle particelle, infatti, ipotizzano l'esistenza di un cosiddetto neutrino "sterile", con un comportamento diverso dai tre tipi di neutrini noti, e che, se esistesse, potrebbe aiutarci nella comprensione della misteriosa materia oscura che forma ben il 25% dell'universo (vd. anche Misteri sfuggenti, ndr). La scoperta di un quarto tipo di neutrino rivoluzionerebbe la fisica cambiando l'intera concezione scientifica dell'universo e del suo funzionamento.
Le conoscenze acquisite operando il set costituito da questi tre esperimenti ad argon liquido saranno fondamentali per lo sviluppo dell'esperimento Dune che sarà effettuato nella struttura sperimentale a lunga distanza progettata dal Fermilab. Dune rappresenterà il più grande esperimento sull'oscillazione dei neutrini mai costruito, invierà particelle a 800 miglia dal Fermilab verso un rivelatore ad argon liquido da 40.000 tonnellate ospitato nel Sanford Underground Research Lab in South Dakota.
©asimmetrie