venerdì 24 Maggio 2024

All’interno del gigantesco laboratorio sotterraneo di neutrini della Cina

2 mesi ago

All’interno del laboratorio sotterraneo di neutrini: il progetto JUNO in Cina

Il progetto JUNO, situato a 700 metri sotto Kaiping, Cina, sta per completare un rilevatore di neutrini di 35 metri di diametro. Questo osservatorio sotterraneo sarà operativo entro la fine dell’anno.

Obiettivi e Tempistiche del Progetto

Il principale obiettivo di JUNO è risolvere uno dei maggiori misteri della fisica, ossia determinare le masse relative dei neutrini. Questo potrebbe portare a una migliore comprensione di queste particelle misteriose. JUNO inizierà a raccogliere dati entro la fine dell’anno, diventando il primo di molti rilevatori di neutrini in costruzione in tutto il mondo a diventare operativo.

Approccio e Differenze con Altri Progetti

JUNO si distingue dagli altri progetti simili in costruzione per l’uso di uno scintillatore liquido per rilevare i neutrini. Questo approccio differisce da quello di Hyper-Kamiokande in Giappone e del Deep Underground Neutrino Experiment negli Stati Uniti, che utilizzano acqua purificata e argon liquido, rispettivamente, come mezzi di rilevamento.

Importanza della Variegata Ricerca sui Neutrini

Disporre di diversi rilevatori di neutrini con approcci diversi consente ai ricercatori di acquisire una visione più ampia sul comportamento di queste particelle provenienti da varie fonti. Questa varietà di metodi di ricerca aiuta a ottenere una comprensione più completa del ruolo dei neutrini nell’Universo.

Sfide e Requisiti Tecnici

Una delle sfide principali per JUNO è mantenere un livello estremamente basso di uranio e torio nello scintillatore liquido, poiché questi elementi radioattivi possono alterare i risultati degli esperimenti. Mantenere la purezza del mezzo di rilevamento è essenziale per garantire la precisione delle misurazioni di neutrini.

Preparativi per JUNO

Alberto Garfagnini, fisico dell’Università di Padova e membro del team JUNO, sottolinea l’importanza di riempire con estrema purezza la versione in miniatura di JUNO, chiamata OSIRIS, prima di passare al rilevatore principale, evitando contaminazioni irreversibili.

La rilevante ricerca sui neutrini

I neutrini, particelle abbondanti con massa nell’Universo, rappresentano un mistero affascinante per i fisici. La loro capacità di rivelare informazioni cruciali sull’evoluzione dell’Universo li rende oggetto di studi approfonditi e sperimentazioni innovative.

Le proprietà misteriose dei neutrini

L’esistenza di tre tipi di neutrini e la loro capacità di trasformarsi da un “sapore” all’altro durante il viaggio hanno portato i fisici a comprendere che queste particelle devono avere massa. Questo ha aperto la strada a esperimenti come il Daya Bay Reactor Neutrino Experiment per approfondire la questione.

Complessità della ricerca sui neutrini

La ricerca sui neutrini ha rivelato che esistono tre diversi stati di massa, con il terzo stato ancora oggetto di approfonditi studi. La risposta a questo enigma richiede rilevatori sempre più grandi e sensibili, una sfida tecnologica e scientifica affascinante per la comunità accademica.

Impatto di JUNO nella ricerca sui neutrini

JUNO, situato in un bunker protetto da raggi cosmici, rappresenta una nuova frontiera nella ricerca sui neutrini. La costruzione di questo rilevatore di massa gigantesca avviene con grande cura e attenzione per garantire risultati scientifici di alta qualità.

La costruzione di JUNO

Ogni dettaglio della costruzione di JUNO è pianificato con cura, dai materiali utilizzati alla posizione strategica sotto la collina di granito. La precisione e la dedizione dei ricercatori sono evidenti nel crescente completamento della sfera acrilica che promette scoperte rivoluzionarie sui neutrini.

Il complesso progetto di JUNO: la caccia ai neutrini

L’imponente progetto di JUNO è in fase avanzata. La sensibilità di JUNO è stata un’impresa complessa, con ritardi dovuti alla rimozione delle acque sotterranee. Un complicato sistema di pompaggio e ventilazione è stato installato per supportare la ricerca.

La particolare ubicazione di JUNO è stata scelta con attenzione. Situato tra due centrali nucleari che generano antineutrini elettronici, garantisce un flusso costante di particelle rilevabili. Questa peculiarità consente di misurare con precisione l’ordine di massa dei neutrini, un obiettivo cruciale per il progetto.

Il rilevamento indiretto dei neutrini

I neutrini non possono essere rilevati direttamente. JUNO si basa su un sistema complesso che registra l’energia delle particelle generate quando un neutrino interagisce con la materia. L’utilizzo di un liquido scintillante, protone e antineutrino elettronico garantisce l’efficacia di questo metodo di rilevamento avanzato.

I tubi fotomoltiplicatori a forma di bolla, sparsi in tutta la struttura, permettono di rilevare i segnali generati dai neutrini. Questa tecnologia sofisticata è cruciale per separare i segnali rilevanti dai rumori di fondo, consentendo ai ricercatori di analizzare con precisione i dati raccolti.

Un’opportunità eccezionale per la ricerca sui neutrini

JUNO si configura come uno dei rilevatori di neutrini più sensibili al mondo, offrendo grandi potenzialità per gli studi sulla massa di queste particelle. L’ambiente protetto e la vicinanza a fonti di antineutrini costituiscono un vantaggio unico per la comunità scientifica internazionale, aprendo nuove prospettive di ricerca e scoperta nel campo della fisica delle particelle.

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