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Il rivelatore per neutrini

ICARUS ha staccato il biglietto

verso il Fermilab di Chicago

 

Infn icarus imballato

 ICARUS imballato e pronto per la partenza verso gli Usa (foto infn.it)

 

 Infn Icarus interno

All'interno di ICARUS (foto infn.it)

 

06.06.17 - Il rivelatore per neutrini ICARUS si sta mettendo in viaggio via terra prima e poi via mare per attraversare l’Oceano Atlantico e ancora via terra per raggiungere dopo un mese e mezzo la sua nuova destinazione: il Fermi National Accelerator Laboratory di Chicago, del Dipartimento americano dell’energia (Doe). Il rivelatore per neutrini ICARUS è il più grande apparato sperimentale del suo genere ed è stato ideato per individuare e studiare i neutrini, tra le particelle più elusive che conosciamo, grazie a una tecnologia pionieristica che lo rende uno dei più avanzati esperimenti scientifici al mondo. Questa estate viaggerà

Il rivelatore ICARUS misura 18 metri e pesa 120 tonnellate. Ha cominciato la sua carriera scientifica sotto il massiccio del Gran Sasso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN nel 2010, studiando i neutrini provenienti dal CERN. Nel 2014 Il rivelatore fu trasferito dai LNGS al CERN, dove è stato rinnovato e preparato per il lungo viaggio che si appresta a compiere. Quando giungerà al Fermilab, il gigantesco rivelatore sarà integrato in un sistema di 3 rivelatori dedicati alla ricerca di un nuovo tipo di neutrino chiamato neutrino “sterile”. Rivelare questa particella porterebbe a riscrivere la nostra concezione dell’universo e delle particelle che lo costituiscono.

"Determinare se i neutrini sterili esistano o no è un importante obiettivo scientifico e ICARUS ci aiuterà a raggiungerlo" - dichiara Nigel Lockyer, direttore del Fermilab - Inoltre si tratta di un passo significativo per ospitare al Fermilab una facility per lo studio dei neutrini a carattere internazionale, con l’aiuto dei nostri partner internazionali".

A sua volta Fernando Ferroni, presidente dell’INFN, commenta: "Oltre 25 anni fa il Premio Nobel Carlo Rubbia, grazie all’aiuto e al supporto dell’INFN, ha dato inizio a un’impresa visionaria per l’uso dell’argon come rivelatore di particelle, con la forza visiva di una camera a bolle ma con la velocità e l’efficienza di un rivelatore elettronico. E subito dopo aggiunge: "Una lunga serie di tappe ha dimostrato la potenza di questa tecnologia che è stata scelta per il gigantesco esperimento DUNE che incrementerà la quantità di argon impiegato dalle 760 tonnellate di ICARUS alle 70,000 tonnellate di DUNE. Nel frattempo il rivelatore ICARUS sarà al cuore di un nuovo esperimento al Fermilab che indagherà l’esistenza di un possibile nuovo tipo di neutrino. Lunga vita a Icarus!".

E dal CERN ecco il commento del direttore generale Fabiola Gianotti: "Siamo molto felici e orgogliosi che il CERN abbia potuto contribuire all’upgrade del rivelatore ICARUS e attendiamo con interesse i primi risultati, previsti nei prossimi anni, dal programma di fisica del neutrino del Fermilab". Il contributo del CERN a ICARUS, costituito da un upgrade che ha portato il rivelatore al passo con gli ultimi sviluppi tecnologici, è il primo programma di questo tipo a cui Il CERN partecipa negli Stati Uniti. La collaborazione tra il Fermilab e il CERN, che vede nella partecipazione americana all’esperimento CMS una cooperazione di lunga data, non è mai stata così intensa.

Al Fermilab. Una volta arrivato al CERN, il rivelatore ICARUS sarà installato in un nuovo edificio e riempito di 760 tonnellate di argon puro liquido per dare avvio alla ricerca di neutrini sterili. Il rivelatore usa una tecnologia estremamente sofisticata chiamata "camera a proiezione temporale ad Argon liquido" ideata per catturare immagini tridimensionali, attraverso piani di sottilissimi fili, delle tracce lasciate dalle particelle cariche prodotte dall’interazione dei neutrini con gli atomi di argon.
Questa tecnologia, sviluppata dalla collaborazione ICARUS, è stata scelta per l’International Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), che sarà ospitato al Fermilab. ICARUS sarà il più grande di tre rivelatori basati su argon liquido impiegati nella ricerca del neutrino sterile. Il più piccolo MicroBome, è attualmente in funzione ed è in presa dati da oltre un anno, mentre il terzo, il Short-Baseline Neutrino Detector è attualmente in costruzione. È previsto che i tre rivelatori siano in funzione contemporaneamente nel 2019; le tre collaborazioni vedranno la partecipazione di scienziati provenienti da 45 istituzioni e sei paesi.

Le conoscenze così maturate saranno di grande importanza per lo sviluppo dell’esperimento DUNE che sarà il più grande esperimento per neutrini mai costruito. Il Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) indirizzerà verso DUNE un fascio intenso di neutrini che percorrerà 800 miglia, partendo dal Fermilab per giungere in South Dakota al laboratorio sotterraneo di Sanford. DUNE raggiungerà un livello di precisione nella ricerca dei neutrini mai ottenuto prima e potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione di queste particelle e del loro ruolo nell’universo. Il programma di ricerca e sviluppo sull’esperimento è stato avviato; e al CERN è in costruzione il prototipo dei rivelatori di DUNE e l’inizio dei lavori per LBNF è previsto entro quest’anno. Il programma di ricerca è supportato dal DOE americano, dal CERN e dall’INFN in collaborazione con altre istituzioni nel mondo.

Il viaggio. Il primo passo è l’arrivo dell’esperimento. La prossima settimana ICARUS comincerà il suo viaggio dal CERN di Ginevra, in Svizzera, al porto di Antwerp in Belgio. Da qui il rivelatore, diviso in due parti identiche, viaggerà a bordo di una nave alla volta del porto di Burns nello stato dell’Indiana, negli Stati Uniti. Da lì proseguirà il suo viaggio via tir. In totale il viaggio dovrebbe durare circa sei settimane. Sul sito del Fermilab una mappa interattiva documenterà il percorso del rivelatore ICARUS in tempo reale. Fermilab, CERN e INFN seguiranno il viaggio sui social media usando l’hastag #IcarusTrip che apparirà anche su una grafica speciale posizionata sul Tir.

Gli enti coinvolti
L'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è l’ente pubblico italiano dedicato alla ricerca teorica e sperimentale nei campi della fisica subnucleare, nucleare e delle astroparticelle, vigilato dal Ministero dell'Educazione, dell'Università e della Ricerca (MIUR). L'INFN conduce la sua attività di ricerca in quattro laboratori nazionali a Catania, Frascati, Legnaro e al Gran Sasso e in 20 sezioni nei diversi Dipartimenti Universitari di Fisica di diverse città italiane.

Il Fermilab è il principale laboratorio nazionale americano per la ricerca sugli acceleratori e nella fisica delle particelle. Il Fermilab, un laboratorio scientifico del Department of Energy Office of Science statunitense, è situato vicino a Chicago, nell'Illinois, ed è gestito su incarico dalla Fermi Research Alliance, LLC.

Il DOE Office of Science è il maggiore sostenitore della ricerca di base nelle scienze fisiche degli Stati Uniti e si impegna per affrontare le sfide più complesse del nostro tempo. Per maggiori informazioni visitate il sito science.energy.gov.

Il CERN, l'Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare, è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle. Il quartiere generale è situato a Ginevra. Attualmente gli stati membri sono: Austria, Belgio, Bulgaria, Repubblica Ceca, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Ungheria. Israele, Italia, Paesi Bassi, Norvegia, Polonia, Portogallo, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera e Regno Unito. La Romania è candidata all'adesione. La Serbia è un membro associato nella fase preliminare di adesione. India, Giappone, Federazione Russa, Stati Uniti d'America, Turchia, Unione Europea, JINR e UNESCO hanno attualmente lo status di osservatori. (red)


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