Vedere il cielo attraverso il mare

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Costruito un telescopio sottomarino per neutrini

Le profondità del mare ci parlano del cosmo. Una collaborazione internazionale di scienziati ha terminato la costruzione di ANTARES, il primo telescopio subacqueo per neutrini.

ANTARES, che è stato installato a 2.5 km di profondità al largo di Tolone, nei prossimi cinque anni si propone di rivelare neutrini molto energetici che arrivano dal cosmo e permetterci così di imparare qualcosa sulle loro sorgenti, che possono essere supernovae o nuclei galattici attivi (AGN).

I neutrini sono delle piccolissime particelle prive di carica elettrica che interagiscono pochissimo con la materia e per questo motivo sono necessarie grandi masse per rivelarli. In questo senso ANTARES, con i suoi 0.1 chilometri quadrati di estensione, è poco più di un prototipo per futuri rivelatori già in progetto che occuperanno un volume pari ad un chilometro cubo. Uno di questi, IceCube, è attualmente in fase di costruzione sotto i ghiacci del Polo Sud e guarderà ad una diversa porzione di cielo rispetto ad ANTARES, che punta il centro della Via Lattea.

Questi esperimenti si basano sulla rivelazione della luce particolare (luce Cherenkov) che i muoni, particelle cariche prodotte dall’interazione dei neutrini con l’acqua (o col ghiaccio, nel caso di IceCube), emettono viaggiando a velocità maggiore di quella che avrebbe la luce. La luce Cherenkov viene emessa ad un determinato angolo e questo permette di ricostruire la traiettoria della particella che la irradia e quindi del neutrino che l’ha prodotta.

ANTARES è costituito da 12 serie verticali di rivelatori che sono ancorate al fondo da 1.5 tonnellate di ferro. La manutenzione è possibile grazie ad un sistema acustico che consente di sganciare il telescopio dalla sua àncora e farlo galleggiare. La profondità dei rivelatori è necessaria per distinguere i muoni prodotti dai neutrini cosmici dai muoni atmosferici, che sono molto più numerosi; in questo modo si usa l’atmosfera e la massa d’acqua sovrastante come schermo per le radiazioni non interessanti.

Le dimensioni limitate di ANTARES non concedono grandi aspettative sul numero di neutrini che è possibile rivelare. Dal completamento dell’installazione ad oggi è stato rivelato qualche centinaio di neutrini; questo numero, secondo John Carr del Centro per la Fisica delle Particelle a Marsiglia, è consistente con quello teorico di neutrini atmosferici. La speranza, però, è trovare anche pochi neutrini extra-atmosferici: “Saremmo molto eccitati se vedessimo qualche neutrino all’anno proveniente da sorgenti non terrestri”, dice Carr. Questi costituirebbero già un risultato significativo e getterebbero molte speranze sui futuri discendenti di ANTARES