Rivelatore usato al Gran Sasso sarà riutilizzato negli USA per intercettare neutrini sterili

rivelatore di particelle ICARUS — Rivelatore di particelle ICARUS (credito: Reidar Hahn/Fermilab)

Esistono anche rilevatori di particelle di “seconda mano” e possono rivelarsi utilissimi.
Si parla già di “Lazzaro” che risorge dalla tomba in relazione alla notizia secondo cui gli scienziati del Fermilab riutilizzeranno ICARUS (Imaging Cosmic e Rare Underground Signals), un rivelatore che ha funzionato per quasi 10 anni nei laboratori sotto al Gran Sasso in Italia.

Indice

1) Neutrini sterili
2) Esperimento ICARUS in Italia
3) Gli esperimenti con i neutrini
4) Approfondimenti
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Neutrini sterili

Il rivelatore è stato trasportato negli Stati Uniti dall’Europa due anni fa. I fisici dell’istituto americano ci stanno lavorando affinché possa servire per intercettare i neutrini sterili, particelle ipotetiche che se esistessero davvero potrebbero essere aggiunte al modello standard risolvendo tra l’altro alcuni difficili enigmi che arrovellano le menti di molti fisici delle particelle.

Anche i neutrini sterili, così come i neutrini “normali”, non interagiscono con nulla se non con gli altri neutrini; emergono e scompaiono attraverso processi che possono essere rilevati, almeno così si pensa, solo in maniera indiretta.

Esperimento ICARUS in Italia

L’esperimento ICARUS fu utilizzato in Italia inizialmente per studiare le proprietà dei neutrini ordinari ma i risultati furono abbastanza deludenti.

Tuttavia lo stesso rilevatore è stato poi utilizzato per catturare rare interazioni di neutrini con i nuclei atomici, cosa che riusciva a fare con una precisione senza precedenti.

Questa caccia ai neutrini riprenderà però dal Fermilab e gli scienziati questa volta si concentreranno sui neutrini sterili.

Gli esperimenti con i neutrini

I fisici innescheranno delle esplosioni che coinvolgeranno protoni ad alta energia per produrre un fascio di neutrini muonici.
Questi neutrini saranno “sparati” attraverso tre rivelatori posti sotto terra nel grande campus del Fermilab. Il più grande di essi è proprio l’ICARUS che sarà posto a 600 metri di distanza dalla sorgente dei neutrini.

Proprio la configurazione a tre rivelatori potrebbe risolvere alcune delle principali problematiche che gli scienziati hanno avuto con esperimenti simili precedenti che impiegavano un singolo rivelatore ad una distanza fissa dalla sorgente dei neutrini.
Ad esempio con tre rivelatori, i fisici stessi possono capire se il numero di neutrini aumenta con l’aumentare della distanza dalla sorgente.