A caccia di neutrini

12. Underground per rivelatori megaton

di L. Benussi, F. Toti Lombardozzi, A.Venturelli

…non sono mai contenti questi fisici e pensano sempre più in grande…noi siamo così insignificanti…ma li mettiamo veramente alla prova! Vogliono costruire laboratori underground giganteschi capaci di accogliere rivelatori con una massa di un milione di tonnellate!

MEgaton Mass PHYSics

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Progetto per per la realizzazione di un Laboratorio Internazionale Underground, capace di accogliere un rivelatore Cherenkov icona_glossario con una massa di un milione di tonnellate di acqua.Il futuro Laboratorio, se verrà realizzato, sarà dislocato come è indicato nell’illustrazione e avrà riservato un tunnel di servizio con una serie di bypass per le strutture del laboratorio.

Il progetto MEMPHYS trova l’approvazione di numerosi fisici europei perché il sito del Fréjus, oltre ad essere vicino al CERN di Ginevra, presenta caratteristiche eccellenti per quanto riguarda la protezione nei confronti della radiazione cosmica indesiderata: cinque volte migliore di quella del Gran Sasso e addirittura dieci volte rispetto a Kamioka. Questa alta protezione è un vantaggio enorme quando si vuole rivelare, in particolare il decadimento del protone. Sanno bene i fisici, infatti, che il decadimento del protone è un evento molto difficile da osservare in quanto la vita del protone supera i 1030 anni. Allora se il rivelatore contiene 1030 protoni c’è da aspettarsi un solo evento all’anno, rivelabile in modo chiaro solo se la schermatura nei confronti della radiazione cosmica è totale, o quasi. E’ evidente che l’impiego di un rivelatore più massiccio fa aumentare la probabilità che qualche protone decada e possa essere rivelato.

Il più grande rivelatore Cherenkov, quello di Superkamiokande, non ha colto alcun segnale di decadimento in un periodo di attività di 5 anni. Gli studiosi sperano di essere più fortunati impiegando un rivelatore da un milione di tonnellate. Un rivelatore così grande potrà rivelarsi molto efficace nello studio dei neutrini emessi da supernovae (se ne “vedrebbero” migliaia nel giro di qualche secondo) e del decadimento doppio beta (disintegrazione radioattiva caratterizzata dall’emissione di due particelle beta) e nella possibilità di rivelare i neutralini , le particelle neutre massicce appartenenti alla categoria delle WIMP icona_glossario (Weakly Interacting Massive Particle).

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Underground Nucleon decay and Neutrino Observatory

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Half Megaton “Uno” detector sarà, forse, il rivelatore per eccellenza a disposizione dei fisici americani per lo studio dei neutrini e del decadimento del protone. Il progetto prevede la realizzazione di un rivelatore Cherenkov da mezzo milione di tonnellate di acqua da sistemare in un sito da scegliere, tra quelli di Homestake nel Sud Dakota o di Carlsbad nel Nuovo Messico e la costruzione di un esperimento di LBL, per lo studio dell’oscillazione e per la misurazione della massa del neutrino, dai Laboratori Nazionali di Brookhaven e Homestake (2540 chilometri) o Carslbad (2880 chilometri).

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