Inseguendo i neutrini

3. I rivelatori di T2K

di Gabriella Catanesi, in redazione: pdn

 

Il complesso dei rivelatori vicini (denominati ND280 rivelatoreT2K_scienzapertutti) è installato (come suggerisce il nome) a 280 metri dal punto di produzione dei neutrini e permette di misurarli prima che avvengano fenomeni di oscillazione. I neutrini di T2K sono molto più energetici di quelli solari e quindi possiedono una probabilità di interazione con la materia molto più elevata di questi ultimi. In particolare una piccola frazione interagisce con lo scintillatore o con l’acqua nello ND280 e molte di queste interazioni producono muoni. Il muone è una particella carica e può essere rivelata poiché ionizza icona_glossario il gas contenuto nelle grandi camere a deriva (“TPC”). Inoltre tutti i rivelatori dello ND280 sono inclusi in un grande magnete superconduttore che permette di discriminare la carica osservando la curvatura (concava o convessa) delle traiettorie. La storia di questo strumento è perlomeno peculiare. Progettato alla fine degli anni '70 per lo storico esperimento UA1 icona_linkesterno al CERN icona_linkesterno (che valse il premio Nobel a Carlo Rubbia icona_biografia nel 1984) è rimasto per anni inutilizzato UA1_cern_sceinzapertutti. Seguendo un’idea di alcuni fisici dell’INFN, è stato poi rimesso in funzione, imbarcato su una nave e spedito in Giappone. Qui ha cominciato una nuova vita. Un esempio di longevità tecnologica e di riciclaggio scientifico ben riuscito.

 

evento_rivelatore_sceinzapertuttiLe misure effettuate da ND280 sono usate per predire il numero dei neutrini muonici che ci aspettiamo di vedere nel rivelatore lontano Super-Kamiokande icona_linkesterno nel caso non ci siano oscillazioni.

 

 

Un evento nel rivelatore ND280. Il neutrino (invisibile) interagisce con lo scintillatore (viola) e produce un muone negativo e un protone (visibili nel gas in verde). Dalla curvatura delle tracce si può stabilire la carica della particella, mentre la ionizzazione permette di stabilirne la massa. A destra, sovrapposto, il diagramma del processo.

 

mappa_giappone

 

La maggiorparte dei neutrini attraversa il rivelatore ND280 senza interagire e prosegue il suo viaggio a una velocità di poco inferiore alla velocità della luce fino a raggiungere il gigantesco rivelatore Super-Kamiokande. Installato a 1000 metri sottoterra nella miniera di Kamioka nel Giappone Occidentale a 295 Km da Tokai. Super-Kamiokande è un enorme cilindro (39 m di diametro, 42 m di altezza) riempito di acqua ultra pura.

superkamiokande_interno_sceinzapertutti   superkamiokande_occhio_scienzapertutti
Super-Kamiokande durante il riempimento con 50,000 tonnellate di acqua purissima. Sulle pareti i 10.000 fototubi utilizzati per rivelare la luce prodotta dai neutrini che interagiscono con il liquido. Sullo sfondo si riconoscono due tecnici che effettuano i controlli utilizzando un canotto.   Uno dei 10.000 “occhi” elettronici (fototubi) di Super-Kamiokande durante l’ispezione prima del montaggio.

 

In molti casi l’interazione di un neutrino muonico produce un muone, mentre le interazioni dei neutrini elettronici producono elettroni. I muoni e gli elettroni sono particelle cariche e, a loro volta, interagiscono con gli atomi del liquido scintillante, eccitandoli. Dopo breve tempo gli atomi ritornano nel loro stato di equilibrio iniziale ed emettono luce. Se la particella che ha attraversato Super-Kamiokande viaggia a una velocità superiore a quella della luce nell’acqua (che è circa ¾ di quella nello spazio vuoto) questa luce è emessa in un cono conosciuto come radiazione Cherenkov icona_minibiografia , dal nome dello studioso che per primo studiò il fenomeno. Le pareti di Super-Kamiokande sono attrezzate con più di 10.000 sensibilissimi fototubi di grandi dimensioni che sono in grado di rivelare il cerchio formato dai fotoni della radiazione Cherenkov. Super-Kamiokande è in grado di distinguere i muoni (che producono un cerchio ben definito) dagli elettroni (che producono un cerchio più diffuso).

Un evento nel rivelatore Super-Kamiokande. I fototubi accessi sono indicati con colori diversi a seconda della luce raccolta. Il cerchio di luce Cherenkov generato da un neutrino di circa 500 MeV ha un diametro di alcuni metri.

 

 

 

ultimo aggiornamento luglio 2013

 

© 2002 - 2018 ScienzaPerTutti - Grafica Francesca Cuicchio Ufficio Comunicazione INFN - powered by mspweb

NOTA! Questo sito utilizza i cookie e tecnologie simili.

Se non si modificano le impostazioni del browser, l'utente accetta. Per saperne di piu'

Approvo

Informativa sulla Privacy e Cookie Policy

Ultima modifica: 28 maggio 2018

IL TITOLARE

L’INFN si articola sul territorio italiano in 20 Sezioni, che hanno sede in dipartimenti universitari e realizzano il collegamento diretto tra l'Istituto e le Università, 4 Laboratori Nazionali, con sede a Catania, Frascati, Legnaro e Gran Sasso, che ospitano grandi apparecchiature e infrastrutture messe a disposizione della comunità scientifica nazionale e internazionale e 3 Centri Nazionali dedicati, rispettivamente, alla ricerca di tecnologie digitali innovative (CNAF), all’alta formazione internazionale (GSSI) ed agli studi nel campo della fisica teorica (GGI). Il personale dell'Infn conta circa 1800 dipendenti propri e quasi 2000 dipendenti universitari coinvolti nelle attività dell'Istituto e 1300 giovani tra laureandi, borsisti e dottorandi.

L’INFN con sede legale in Frascati, Roma, via E. Fermi n. 40, Roma, email: presidenza@presid.infn.it, PEC: amm.ne.centrale@pec.infn.it in qualità di titolare tratterà i dati personali eventualmente conferiti da coloro che interagiscono con i servizi web INFN

IL RESPONSABILE DELLA PROTEZIONE DEI DATI PERSONALI NELL’INFN

Ai sensi degli artt. 37 e ss. del Regolamento UE 2016/679 relativo alla protezione delle persone fisiche con riguardo al trattamento dei dati, l’INFN con deliberazione del Consiglio Direttivo n. 14734 del 27 aprile 2018 ha designato il Responsabile per la Protezione dei Dati (RPD o DPO).

Il DPO è contattabile presso il seguente indirizzo e.mail: dpo@infn.it

Riferimenti del Garante per la protezione dei dati personali: www.garanteprivacy.it

Il TRATTAMENTO DEI DATI VIA WEB

L'informativa è resa solo per i siti dell'INFN e non anche per altri siti web eventualmente raggiunti dall'utente tramite link.

Alcune pagine possono richiedere dati personali: si informa che il loro mancato conferimento può comportare l’impossibilità di raggiungere le finalità cui il trattamento è connesso

Ai sensi dell'art. 13 del Regolamento UE 2016/679, si informano coloro che interagiscono con i servizi web dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, accessibili per via telematica sul dominio infn.it, che il trattamento dei dati personali effettuato dall'INFN tramite web attiene esclusivamente ai dati personali acquisiti dall'Istituto in relazione al raggiungimento dei propri fini istituzionali o comunque connessi all’esercizio dei compiti di interesse pubblico e all’esercizio di pubblici poteri cui è chiamato, incluse le finalità ricerca scientifica ed analisi per scopi statistici.

In conformità a quanto stabilito nelle Norme per il trattamento dei dati personali dell’INFN e nel Disciplinare per l’uso delle risorse informatiche nell’INFN, i dati personali sono trattati in modo lecito, corretto, pertinente, limitato a quanto necessario al raggiungimento delle finalità del trattamento, per il solo tempo necessario a conseguire gli scopi per cui sono stati raccolti e comunque in conformità ai principi indicati nell’art. 5 del Regolamento UE 2016/679.

Specifiche misure di sicurezza sono osservate per prevenire la perdita dei dati, usi illeciti o non corretti ed accessi non autorizzati.

L’INFN tratta dati di navigazione perché i sistemi informatici e le procedure software preposte al funzionamento di questo sito web acquisiscono, nel corso del loro normale esercizio, alcuni dati la cui trasmissione è prevista dai protocolli di comunicazione impiegati. Questi dati - che per loro natura potrebbero consentire l'identificazione degli utenti - vengono utilizzati al solo fine di ricavare informazioni statistiche anonime sull'uso del sito e per controllarne il corretto funzionamento. Gli stessi potrebbero essere utilizzati per l'accertamento di responsabilità in caso di compimento di reati informatici o di atti di danneggiamento del sito; salva questa eventualità, non sono conservati oltre il tempo necessario all'esecuzione delle verifiche volte a garantire la sicurezza del sistema.

UTILIZZO DI COOKIE

Questo sito utilizza esclusivamente cookie “tecnici” (o di sessione) e non utilizza nessun sistema per il tracciamento degli utenti.

L'uso di cookie di sessione è strettamente limitato alla trasmissione di identificativi di sessione (costituiti da numeri casuali generati dal server) necessari per consentire l'esplorazione sicura ed efficiente del sito. Il loro uso evita il ricorso ad altre tecniche potenzialmente pregiudizievoli per la riservatezza della navigazione e non prevede l'acquisizione di dati personali dell'utente.

DIRITTI DEGLI INTERESSATI

Gli interessati hanno il diritto di chiedere al titolare del trattamento l'accesso ai dati personali e la rettifica o la cancellazione degli stessi o la limitazione del trattamento che li riguarda o di opporsi al trattamento secondo quanto previsto dagli art. 15 e ss. del Regolamento UE 2016/679. L'apposita istanza è presentata contattando il Responsabile della protezione dei dati presso l’indirizzo email: dpo@infn.it.

Agli interessati, ricorrendone i presupposti, è riconosciuto altresì il diritto di proporre reclamo al Garante quale autorità di controllo.

Il presente documento, pubblicato all'indirizzo: http://www.infn.it/privacy costituisce la privacy policy di questo sito, che sarà soggetta ad aggiornamenti.