Catturare il 'suono' dei neutrini: la nuova sfida dei ricercatori

Una vera rivoluzione nello studio della fisica del neutrino. È il risultato atteso dai ricercatori del dipartimento di Fisica dell’Università di Milano-Bicocca dove, nei laboratori di criogenia, è in corso un progetto di ricerca per lo sviluppo di rivelatori di particelle di nuova generazione, costruiti con film sottili superconduttivi molto sensibili alle bassissime temperature configurati come micro risonatori a microonde.

Alcuni dei rivelatori molto avanzati utilizzati oggi negli esperimenti di fisica del neutrino sono di tipo termico e registrano le variazioni infinitesimali di temperatura che il passaggio di una particella provoca nella materia che attraversa rivelandone la presenza. I nuovi rivelatori del progetto di Milano-Bicocca, invece, sono come delle minuscole canne d’organo costruite con materiali superconduttori della famiglia dei nitruri e dei carburi metallici in grado di rivelare le alterazioni al loro “suono” caratteristico prodotte dal passaggio delle particelle. Questa caratteristica permetterà, per esempio, di misurare con migliaia di rivelatori l'energia dei neutrini emessi dai nuclei con precisioni estreme, meglio di una parte su mille, e con grande velocità.

“Nello sviluppo di questi rivelatori – ha spiegato Angelo Nucciotti, ricercatore di fisica nucleare e coordinatore del progetto - è riposta la speranza di rispondere ad alcune domande fondamentali per la comprensione dell'universo. In particolare, quale sia l'esatta massa del neutrino e se il neutrino e l'anti-neutrino siano o meno la stessa particella, ovvero se il neutrino sia o meno un particolare tipo di particella prevista da Ettore Majorana”.

Per affrontare la sfida Nucciotti ha messo insieme un gruppo di giovani ricercatori ed è riuscito a “ingaggiare” come visiting professor anche un fuoriclasse della fisica dei superconduttori, lo statunitense Peter K. Day, una vera autorità internazionale nel campo dei rivelatori a micro-onde che studia da dieci anni. Day lavora al Jet propulsion laboratori della Nasa di Pasadena dove sviluppa questi dispositivi per applicazioni di astrofisica come telescopi a infrarossi.

Le altre potenziali applicazioni di questi dispositivi sono nella misura del fondo cosmico a microonde, nell'astronomia millimetrica, nell'analisi dei materiali a raggi X e persino nell'imaging biomedico nel terahertz. Il progetto durerà tre anni e ha un costo complessivo di 571mila euro, di cui quasi 400mila euro sono finanziati dalla Fondazione Cariplo.

O.O.

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