Vedere per la prima volta i neutrini che si trovano nel ‘mondo di mezzo’, ossia le sfuggenti particelle che hanno un’energia a cavallo tra quelli di due settori già studiati, ma che potranno aiutare a studiare sia la materia oscura sia eventi astrofisici estremi che riguardano i buchi neri. A renderlo possibile è Snd (Scattering and Neutrino Detector), il nuovo esperimento a guida italiana con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare all’interno dell’acceleratore di particelle Large Hadron Collider, al Cern di Ginevra, che ha pubblicato sulla rivista Physical Review Letters i suoi primissimi risultati.
“Con Snd apriamo una finestra completamente per studiare i neutrini in un range di energie finora inesplorato”, ha detto all’ANSA Giovanni De Lellis, responsabile internazionale della collaborazione SND@LHC, ricercatore Infn e professore dell’Università Federico II di Napoli. Quasi completamente prive di massa e con una carica nulla, i neutrini sono tra le particelle più sfuggenti in assoluto – ossia interagiscono molto molto raramente con le altre particelle – ma allo stesso tempo sono tra le più ricercate nel mondo scientifico perché possono fornire molte preziose informazioni in vari ambiti. Sono ad esempio considerate ‘messaggeri’ ideali per conoscere eventi cosmici avvenuti a distanze enormi, proprio perché non si fanno intercettare da altra materia durante il loro percorso, ma anche per conoscere i segreti più intimi della materia (sono una delle particelle teoricamente più comuni dell’universo) e anche indicatori per settori ancora poco noti, ad esempio la cosiddetta materia oscura.
Proprio per questo negli anni sono stati avviati grandi progetti di rivelatori come Km3Net – una enorme ‘gabbia’ sottomarina che si trova al largo della Sicilia – o IceCube in Antartide per catturare neutrini in arrivo dalle profondità del cosmo oppure esperimenti per studiare neutrini prodotti da centrali nucleari e acceleratori. Finora, i neutrini prodotti finora in modo ‘artificiale’ in altri acceleratori potevano raggiungere energie di 300 Gigaelettronvolt (GeV) mentre quelli ad alta energia in arrivo dal cosmo e intercettati da IceCube arrivano anche a 290 Teraelettronvolt (Tev), ossia mille volte di più. “Mancava finora una terra di mezzo – ha detto De Lellis – la possibilità di generare e studiare neutrini con energie a cavallo tra quei due settori già studiati, ora potremo farlo per la prima volta”.
Il nuovo esperimento tutto italiano al Cern sfrutta la ‘spazzatura’ di Lhc, ovvero i neutrini che si formano a seguito delle collisioni dei fasci di particelle usati in altri esperimenti e hanno energia di 2 TeV che colmano così il ‘buco’ tra i due settori. A catturare questi neutrini di mezzo, con una sorta di ‘retino’, è un rilevatore costituito principalmente da lastre di tungsteno da 800 chili intervallate da pellicole di emulsioni nucleari. Avviato nel 2022 Snd ha ora mostrato le sue capacità osservando i primi 8 fenomeni di reale interesse e dimostrato che lo strumento funziona perfettamente. Ora i ricercatori avranno una nuova finestra da cui guardare in almeno due direzioni: “da un lato aiutare nello studio dei neutrini cosmici, perché i neutrini qui prodotti sono per molti aspetti simili a quelli generati nell’atmosfera nell’impatto con protoni ad alta energia, dall’altro – ha concluso De Lellis – per la ricerca della materia oscura”.
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