RICERCA ITALIANA     

Il laboratorio sottomarino a caccia dei neutrini

I neutrini: la chiave per comprendere i fenomeni dell’universo

L’osservazione dei neutrini di origine solare, effettuata nel corso degli ultimi decenni, ha consentito di porre su solide basi il modello fisico che spiega la produzione di energia all'interno del Sole. Analogamente, la rivelazione dei neutrini emessi dalla Supernova SN1987A ha fornito un’importante conferma dei meccanismi all’origine di quegli eventi catastrofici che sono le esplosioni delle supernovae. Si trattava in entrambe i casi di neutrini di relativamente bassa energia. Gli studi più recenti suggeriscono che neutrini di energia ben più elevata vengono emessi nel corso di numerosi processi astrofisici quali i Nuclei Galattici Attivi, gli Impulsi Gamma, le Pulsar, nonché in quelli che caratterizzano le stelle di neutroni ed i buchi neri. Lo studio di questi neutrini tramite l’utilizzo di rivelatori sottomarini può svelare il segreto dei meccanismi che danno origine a tale processi. La maggior parte delle conoscenze acquisite oggi riguardo l’universo sono derivanti dall’osservazione delle onde elettromagnetiche provenienti dagli strati più esterni dei corpi celesti, mentre ben poco si conosce delle loro zone più interne: i neutrini sono particelle che interagiscono solo debolmente con la materia che attraversano e dunque possono arrivare indisturbati direttamente dal centro delle sorgenti che li generano. La loro debole interazione con la materia obbliga però gli scienziati ad utilizzare rivelatori di volume sensibile enorme, opportunamente schermati dalle particelle cariche provenienti dallo spazio, che colpiscono incessantemente la Terra. Attualmente l’unica possibilità di implementazione della Astrofisica dei Neutrini risiede nella costruzione di enormi reticoli di rivelatori ottici ultrasensibili, posti a grande profondità in un mezzo trasparente, quale l’acqua del mare o il ghiaccio.

ANTARES: il laboratorio sottomarino per l’Astrofisica del Neutrino

Grazie ad un accordo di ricerca internazionale tra Italia e Francia, cui si sono associate l’Olanda, la Germania e la Spagna, il Mar Mediterraneo è divenuto un innovativo laboratorio per l’osservazione dei neutrini ad alta energia. Il rivelatore di neutrini ANTARES (Astronomy with a Neutrino Telescope and Abyss Enviromental RESearch), frutto di una collaborazione di ricerca tra INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), CEA (Commissariat à l’Energie Atomique), CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), FOM (Stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie) e ricercatori tedeschi, spagnoli e russi, è un accurato strumento scientifico in grado di catturare queste particelle elementari, seconde per numero solo ai fotoni tra quelle presenti nell’universo. Localizzata a circa 40 chilometri dalle coste francesi, al largo di Tolone, ad una profondità di circa 2.400 metri dalla superficie del mare, la strumentazione subacquea è dotata di poco meno di 1.000 sensori ed è collegata alla sala di controllo di terra attraverso un cavo elettro-ottico sottomarino. Il laboratorio si propone di svolgere anche altre attività di ricerca, oltre allo studio dei neutrini. Il rivelatore è infatti dotato di numerosi strumenti aggiuntivi, quali sismografi e strumenti capaci di effettuare misurazioni di temperatura, salinità dell’acqua, velocità e direzione delle correnti marine a grandi profondità, nonché la bioluminescenza.


Fonte: INFN