E’ il più grande rivelatore criogenico mai costruito concepito per studiare le proprietà dei neutrini. E’ CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) ed è l’esperimento inaugurato ieri presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Nei primi due mesi di presa dati, l’esperimento ha funzionato con una precisione straordinaria, soddisfacendo pienamente le aspettative dei fisici che lo hanno realizzato.
“Questa è solo l’anteprima di ciò che uno strumento di queste dimensioni è in grado di fare”, ha commentato Oliviero Cremonesi, ricercatore INFN e responsabile scientifico dell’esperimento CUORE. “Abbiamo grandi aspettative per il futuro. Nei prossimi cinque anni, infatti, CUORE registrerà una quantità di dati 100 volte superiore a quelli acquisiti in questo primo periodo di attività”, ha concluso Cremonesi.
Il rivelatore di CUORE è un gigante di 741 chili realizzato con una tecnologia basata su cristalli cubici ultrafreddi di tellurite progettati per funzionare a temperature bassissime: 10 millesimi di grado sopra lo zero assoluto (–273,15 °C). La sua struttura è formata da 19 torri costituite ciascuna da 52 cristalli di tellurite purificata da qualunque contaminante. La più ardita sfida tecnologica affrontata dall’esperimento è stata la realizzazione del criostato in grado di mantenere a pochi millesimi di grado sopra lo zero assoluto le 19 torri sospese al suo interno.
L’esperimento lavora in condizioni ambientali di estrema purezza, in particolare di bassissima radioattività. Il criostato è, infatti, schermato dalla pioggia di particelle che provengono dal cosmo sia dai 1.400 metri di roccia del massiccio del Gran Sasso sia da uno speciale scudo protettivo realizzato grazie alla fusione di lingotti di piombo recuperati da una nave romana affondata oltre 2000 anni fa, al largo delle coste della Sardegna. Anche gli altri componenti del rivelatore, come ad esempio i supporti in rame che sostengono le torri, sono stati preparati in condizioni di bassissima radioattività e sono stati assemblati evitando qualsiasi contatto con l’aria per impedire contaminazioni provenienti dall’ambiente.
“CUORE ha rappresentato un’incredibile sfida tecnologica il cui successo apre la strada a sviluppi impensati fino a pochi anni fa” , ha dichiarato Carlo Bucci, responsabile nazionale INFN e coordinatore tecnico dell’esperimento CUORE. “Grazie alle sue eccezionali caratteristiche è anche uno dei luoghi più freddi di tutto l’universo”.
CUORE è un esperimento di altissima precisione che impiega una tecnologia unica al mondo e la sua costruzione ha richiesto oltre dieci anni di lavoro. Prima di completare CUORE i ricercatori hanno costruito un prototipo chiamato Cuore-0, composto da un’unica torre in funzione dal 2013 al 2015 i cui primi risultati sono stati annunciati nell’aprile 2015.
“Progettare e costruire CUORE è stata un’avventura straordinaria e vederlo in funzione è una grandissima soddisfazione”, ha sottolineato Ettore Fiorini, fisico dell’INFN che per primo ha proposto l’esperimento nel 1998. “L’idea di utilizzare rivelatori termici per la fisica del neutrino ha richiesto decenni di lavoro e lo sviluppo di tecnologie che oggi vengono applicate anche in settori molto distanti dalla fisica delle particelle elementari”.
L’esperimento è una collaborazione internazionale formata da oltre 150 scienziati provenienti da 25 istituzioni prevalentemente italiane e americane. Per l’Italia partecipa l’INFN con le sezioni di Bologna, Genova, Milano Bicocca, Padova e Roma1, oltre ai Laboratori Nazionali di Frascati, del Gran Sasso e di Legnaro. A queste si aggiungono le Università di Bologna, Genova, Milano Bicocca e Sapienza di Roma.
Credit: INFN
