Un viaggio transoceanico è quello che attende l’esperimento ICARUS: il più grande rivelatore di neutrini ad Argon liquido del mondo sarà, infatti, trasportato negli Stati Uniti sotto la supervisione di un team di scienziati guidati dal premio Nobel Carlo Rubbia.
Dopo essere stato operativo dal 2010 al 2014 nei Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ICARUS troverà così nuova dimora al Fermi National Accelerator Laboratory di Chicago.
Al suo arrivo nel Fermilab, il rivelatore sarà integrato in una serie di tre esperimenti in loco, dedicati allo studio dei neutrini, particelle evanescenti che pervadono lo spazio, ma che hanno rivelato ai fisici ancora poco dei loro segreti. Tutti e tre i rivelatori saranno riempiti con Argon liquido, che consentirà di utilizzare una tecnologia estremamente sofisticata, per catturare immagini tridimensionali, attraverso piani di sottilissimi fili, delle tracce lasciate dalle particelle cariche prodotte dall’interazione dei neutrini. Ognuno dei rivelatori fornirà risultati differenti ma complementari, fondamentali per la caccia a un possibile quarto tipo di neutrino, oltre ai tre già noti.
«La camera a proiezione temporale ad Argon liquido è una nuova tecnologia molto promettente che abbiamo originariamente sviluppato con la collaborazione ICARUS, iniziando da un esperimento da tavolo, fino ad arrivare all’enorme cacciatore di neutrini» ha dichiarato Rubbia. «Ci aspettiamo che diventi la tecnologia leader nei grandi rivelatori ad Argon liquido grazie alla sua abilità nel registrare con precisione millimetrica le tracce ionizzanti».
Secondo Antonio Masiero, vicepresidente dell’INFN, ICARUS T600 è l’unico rivelatore al mondo con più di 600 tonnellate di Argon in grado di funzionare con successo: «ICARUS usa una tecnica ad alta precisione e innovativa per individuare i neutrini prodotti artificialmente in un acceleratore. Questa tecnica contribuirà in modo sostanziale alla ricerca sui neutrini nella nuova struttura sperimentale del Fermilab».
Il progetto della serie di tre rivelatori ad Argon liquido consentirà di acquisire nuove conoscenze sui tre tipi di neutrini noti e, seguendo gli indizi di esperimenti svolti negli ultimi venti anni, di continuare la ricerca di un quarto tipo di neutrino, attualmente sconosciuto. Molte teorie nella fisica delle particelle, infatti, ipotizzano l’esistenza di un cosiddetto neutrino “sterile”, con un comportamento diverso dai tre tipi di neutrini noti, e che, se esistesse, potrebbe aiutarci nella comprensione della misteriosa materia oscura che forma ben il 25% dell’universo. La scoperta di un quarto tipo di neutrino rivoluzionerebbe la fisica cambiando l’intera concezione scientifica dell’universo e del suo funzionamento.
I tre progetti di collaborazione, che dovrebbero essere pienamente operativi nel 2018, coinvolgono scienziati di 45 istituzioni distribuite in sei paesi. Il trasferimento del rivelatore ICARUS è un eccellente esempio di cooperazione tra paesi (e tra tre collaborazioni scientifiche internazionali) al fine di ottenere un obiettivo di fisica di portata globale.