Esperimento Xenon100: gli occhi del mondo puntati sui laboratori del Gran Sasso

Alessandro Biancardi

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Esperimento Xenon100: gli occhi del mondo puntati sui laboratori del Gran Sasso
ABRUZZO. L’esperimento XENON100, in funzione ai Laboratori del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare  conferma di essere l'apparato più sensibile al mondo.

 

Gli scienziati lavorano alla ricerca delle cosiddette WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) le particelle principali candidate a costituire la misteriosa "materia oscura".

I nuovi dati, relativi a cento giorni di osservazione, sono stati pubblicamente illustrati oggi ai Laboratori del Gran Sasso dalla professoressa Elena Aprile della Columbia University, fondatrice e leader della collaborazione internazionale che ha dato vita all'esperimento.

«In quei cento giorni», spiega Aprile, «ci aspettavamo di osservare circa due eventi provenienti dalla radiazione di fondo. Ne abbiamo visti tre, quindi non c'è ancora nessuna evidenza, ma la ricerca continua, e gli ulteriori dati che stiamo già prendendo ci porteranno piu' vicini ad un'eventuale scoperta. Ma già adesso, i risultati ottenuti pongono i vincoli piu' stringenti al mondo, sulle interazioni di tipo "elastico" delle WIMP con la materia ordinaria. E questo grazie alle prestazioni straordinarie del nostro rivelatore, in cui siamo riusciti a ridurre il fondo radioattivo a livelli senza precedenti».

La collaborazione XENON si compone di 60 scienziati di 14 istituzioni scientifiche statunitensi, cinesi, francesi, tedesche, israeliane, olandesi, portoghesi e svizzere. Anche ricercatori italiani, dei Laboratori del Gran Sasso, di Bologna e Torino, partecipano all'esperimento.

Per Lucia Votano, Direttore dei Laboratori del Gran Sasso, «In questi giorni gli occhi del mondo scientifico internazionale, sono di nuovo puntati sul Laboratorio del Gran Sasso dell’INFN grazie ai nuovi dati dell’esperimento XENON100. I risultati illustrati durante la riunione del Comitato Scientifico internazionale del Laboratorio non mostrano ancora segnali di evidenza di materia oscura, ma, grazie alla straordinaria sensibilità dell’esperimento, restringono moltissimo la 'zona di caccia' delle cosiddette WIMP, le particelle più accreditate a costituire la materia oscura. La ricerca proseguira' e la Collaborazione XENON ha già presentato al Gran Sasso la proposta di un apparato molto più sensibile. Ancora una volta il Laboratorio del Gran Sasso si conferma come luogo di eccellenza internazionale per la fisica astroparticellare».

L’ESPERIMENTO XENON100

In funzione dall’ottobre 2009, l’esperimento utilizza circa 160 chilogrammi di gas Xenon liquido, alla temperatura di 90 gradi sotto lo zero. Rivelatori di luce sensibilissimi (chiamati fotomoltiplicatori), immersi nel gas liquefatto, sono in grado di rivelare anche i minimi segnali di luce derivanti dai deboli urti delle particelle di materia oscura con i nuclei di Xenon. Con una tecnica particolare è possibile distinguere questi segnali da altri causati dalla radioattività ambientale. Proprio per ridurre al minimo questa fonte di "rumore", XENON100 si trova nei laboratori INFN, al di sotto dei 1400 metri di roccia di Monte Aquila, nel Parco Nazionale del Gran Sasso. Questo strato di roccia consente di ridurre, assorbendolo, il flusso della radiazione cosmica di un milione di volte. Tuttavia, ciò non è ancora sufficiente per raggiungere la sensibilità richiesta da un esperimento di questo tipo. XENON100 è pertanto ulteriormente schermato da strati di piombo, polietilene e rame, e tutti i materiali scelti per la sua costruzione sono stati accuratamente selezionati per minimizzarne la radioattività.

Il Laboratorio del Gran Sasso, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare costituisce la struttura più importante al mondo per condurre esperimenti di fisica delle particelle in ambiente sotterraneo. In particolare, ospita 4 tra i più importanti rivelatori dedicati alla ricerca della materia oscura. Oltre a XENON, sono presenti gli esperimenti CRESST, DAMA e WARP.

14/04/2011 9.29