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nov 2015

Inaugurato ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn, l’esperimento Xenon1T, coordinato dall’italiana Elena Aprile, della Columbia University di New York. L’obiettivo è decifrare uno dei misteri della fisica contemporanea: di che cosa è fatta la materia che compone un quarto dell’universo.

“Oggi celebriamo l’inizio di questo nuovo esperimento, Xenon1Ton, che comincerà una nuova era nella scoperta della materia oscura”, spiega Elena Aprile, della Columbia University di New York e coordinatrice del progetto. “L’esperimento ha una vita abbastanza lunga, fu proposto nel 2001 da un piccolo gruppo di Istituti negli Stati Uniti, da allora abbiamo realizzato prototipi di dimensioni ridotte, da una massa di pochi chili, 25, ai 100 di Xenon100 sino ai 3500 chili di Xenon1Ton”.

“In particolare Xenon1ton utilizzerà 3.5 ton di xenon liquido contenuto all’interno di un criostato, a sua volta contenuto all’interno di una grande tanica d’acqua che serve come schermo per la radiazione locale, comunque presente pur essendo noi sotto la montagna del Gran Sasso, sotto 1400 metri di roccia”, prosegue Francesco Arneodo, NYU Abu Dhabi. “Lo xenon è un gas presente in piccolissime parti in atmosfera, è un elemento che si presta molto bene per questo tipo di rivelatori perché in forma liquida è molto denso, circa tre volte quella dell’acqua, e questo lo fa un buon bersaglio per le particelle che vogliamo rivelare; in particolare poi ha la proprietà di essere uno scintillatore, cioè di emettere una scintilla di luce che noi possiamo acquisire con dei rivelatori dedicati, i fotomoltiplicatori. Ogni qualvolta c’è un’interazione all’interno del rivelatore, gli elettroni che vengono emessi per la ionizzazione vengono trasportati sulla superficie del liquido e poi nel gas  e lì producono un secondo segnale di scintillazione. Confrontando questi due segnali riusciamo a capire se l’evento che si è verificato potrebbe essere una collisione di una particella di materia oscura, con nucleo di xenon, o se si tratta di radioattività ordinaria del fondo radioattivo, che comunque non riusciamo mai ad eliminare completamente”.

Il laboratorio del Gran Sasso, gestito dall’Infn, opera su due grandi linee di ricerca che cercano di rispondere a due domande considerate fondamentali  per la comprensione dell’universo in cui viviamo. “La prima domanda riguarda la materia oscura, che rappresenta l’80% dell’universo; materia che non solo è oscura nel senso che non ci manda segnali della sua presenza,  ma soprattutto è oscura perché non è fatta di quella stessa materia di cui è fatto tutto quello che ci circonda,  è fatto, dei protoni e neutroni che costituiscono la materia ordinaria”, spiega Antonio Masiero, Vice Presidente Infn . “La seconda, grande domanda  riguarda un’altra particella misteriosa, di cui ci sfugge la natura più profonda. Parliamo della particella chiamata neutrino. Qui al Gran Sasso vogliamo rispondere a quella che consideriamo una domanda essenziale, cruciale: il neutrino è una particella simile alle altre che già conosciamo, come gli elettroni, i quark? Dagli studi effettuati negli ultimi 70 anni, il neutrino potrebbe rappresentare in natura il primo esempio di un nuovo tipo di materia in cui la particella viene a coincidere con la sua antiparticella”.

 

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