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A caccia di neutrini in fondo al mare


 
 

Copyright 2002 INFN
 
 

a cura di Barbara Gallavotti

Negli abissi marini al largo di Capo Passero, in Sicilia, a oltre tremila metri di pofondità è stata appena eretta una torre di seicento metri, equivalenti all'altezza di un paio di Tour Efferl impilate. Si tratta in realtà di una leggera struttura metallica concepita per sostenere dei rivelatori in grado di captare i neutrini: sfuggevolissime particelle prodotte in molti fenomeni cosmici. La torre è in realtà il prototipo dell'elemento base di una struttura molto più grande chiamata "Chilometro cubo", che dovrebbe sorgere nel Mediterraneo e estendersi per un volume d'acqua enorme, addirittura di 4-5 chilometri cubi. I neutrini che vengono dal cosmo portano con loro molte informazioni su ciò che avviene nell'universo, e quindi "Chilometro cubo" sarà a tutti gli effetti un telescopio, anche se dotato di occhi molto particolari. Ce ne parla Emilio Migneco, responsabile del progetto.

Ascolta l'intervista a Emilio Migneco

Scarica il file audio in mp3

Il progetto (fonte: INFN)
Una torre alta 600 metri e' ancorata a duemila metri di profondita' al largo della Sicilia: e' il primo passo verso la costruzione del telescopio sottomarino KM3 che osservera' i neutrini, messaggeri dell'Universo violento e provenienti dai luoghi piu' remoti del cosmo. Si e' conclusa cosi' brillantemente la fase 2 del progetto Nemo, l'osservatorio sottomarino per i neutrini dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Alle 4:00 del 14 febbraio sono state completate le operazioni necessarie per installare sul fondo del mare, a piu' di duemila metri di profondita', a largo di Catania, una torre, alta circa il doppio della Tour Eiffel, che e' stata calata dalla Nave Certamen in una operazione che è durata 10 ore. Le operazioni sono state 2monitorate2 e filmate da un robot sottomarino in dotazione all'INFN.
Il progetto Nemo, a cui partecipano circa 80 ricercatori italiani, ha come obbiettivo la progettazione, realizzazione e validazione di prototipi dei componenti chiave per un progetto internazionale ancora piu' ambizioso: il telescopio sottomarino KM3 (chilometro cubo).
Il successo delle operazioni di posa e apertura della torre Nemo, adottata anche dalla comunita' internazionale come modulo base del telescopio KM3 da installare nel Mediterraneo, ha costituito un'importante verifica del progetto e apre la strada alla fase di costruzione.

Come funziona
La struttura di Nemo 2 e' tenuta in posizione verticale da una boa di superficie. Sulla torre si trovano 80 sensori che hanno il compito principale di fotografare i lampi prodotti nei processi di interazione con l'acqua dai neutrini di altissima energia. Queste particelle provengono da zone remote dell'Universo, attraversano la Terra e "sbucano" dal fondale marino per continuare la loro corsa. Gli 80 sensori identificheranno i neutrini registrando i piccoli lampi causati da particelle (i muoni) generate dall'impatto dei neutrini con l'acqua. Grazie al successo delle operazioni di posa e apertura della torre Nemo, una torre completamente equipaggiata sara' presto installata a 3500 m di profondità presso la stazione sottomarina di Capo Passero e inviera' i dati raccolti alla stazione di terra tramite un cavo elettro-ottico di 100 km gia' in funzione.

Dagli abissi alle galassie
I neutrini raggiungono la Terra (e la attraversano) dai confini piu' remoti del cosmo interagendo pochissimo con la materia e senza subire, in quanto particelle neutre, deflessioni causate da campi magnetici. Sono i messaggeri piu' penetranti dell'Universo "violento", la chiave per svelare il mistero dell'origine dei raggi cosmici, una pioggia di particelle cariche che bersagliano continuamente la Terra con energie che si estendono sino a energie milioni volte più elevate di quelle ottenute da LHC (l'acceleratore piu' potente al mondo).
Il telescopio ci dara' importanti informazioni sia su sorgenti lontanissime quali Galassie con Nuclei Attivi, Quasars o Lampi di raggi gamma che gli scienziati ritengono essere all'origine dei neutrini di alta energia, sia su possibili sorgenti presenti nella nostra galassia.

Una infrastruttura di ricerca multidisciplinare
Il telescopio costituira' inoltre un'importante struttura di ricerca multidisciplinare che permetterà l'installazione a profondita' abissali di stazioni di "early warning" per il monitoraggio di tsunami e di stazioni per il monitoraggio sismico. L'infrastruttura permettera' inoltre lo studio della presenza di mammiferi marini e di altre specie reso possibile da un sistema di rilevamento acustico che funzionera' di continuo e in tempo reale. Saranno inoltre acquisiti i parametri oceanografici (temperatura, salinita', correnti) necessari a monitorare l'evoluzione e la qualita' dell'ecosistema marino della Sicilia Orientale.

Il futuro
L'osservatorio KM3 sarà installato ad alta profondita' nel Mediterraneo, luogo privilegiato per l'osservazione dei neutrini provenienti dall'emisfero Sud. In particolare, il telescopio vedra' il Centro Galattico e una frazione importante del Piano Galattico in cui sono state individuate numerose sorgenti come possibili candidati per l'emissione di neutrini di alta energia. Il sito di capo Passero, in Sicilia, è tra i luoghi candidati ad ospitare, in tutto o in parte, KM3. Oltre all'ampio plateau a 3500 metri di profondita' presenta caratteristiche ottimali dell'acqua come l'estrema trasparenza e l'assenza di bioluminescenza.

19.03.10

 

 

 

 

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