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  14-06-2007: UNA SFERA SCINTILLANTE PER CATTURARE I MESSAGGERI INVISIBILI DEL SOLE 
 ELENCO COMPLETO 
Esperimento Borexino ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Esperimento Borexino ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso

© Copyright 2002 INFN L'utilizzo della foto č gratuito previa autorizzazione dell'Ufficio Comunicazione INFN


Ha iniziato a prendere dati l’originale esperimento Borexino dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Nelle grandi sale sotterranee del Gran Sasso tre gigantesche sfere, una di acciaio e due di nylon, riempite di un idrocarburo e di un liquido scintillante, dovrebbero vedere gli sfuggenti neutrini a bassa energia provenienti dal Sole. Si aspettano segnali che permettano di capire, tra l’altro, se davvero la nostra stella funziona come crediamo.

L?esperimento Borexino dell?Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha iniziato a cercare i neutrini solari che passano attraverso le sue tre sfere concentriche collocate in una delle sale dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell?INFN. Lo scopo ? quello di studiare questi neutrini per capire meglio sia come funziona la materia a livello dei suoi costituenti elementari, sia come funziona il cosmo intorno a noi. In particolare, se davvero il meccanismo che fa splendere il Sole ? proprio quello immaginato dai fisici in questi ultimi decenni.
Borexino continuer? la sua presa dati per almeno 10 anni, la durata di un ciclo della vita solare. Ma gi? il prossimo settembre i ricercatori contano di presentare alcuni risultati preliminari.
L?esperimento, a cui lavorano circa 100 persone tra fisici, ingegneri e tecnici, ? il pi? economico tra gli esperimenti di rivelazione dei neutrini solari.
Numerosi sono i partner internazionali del progetto, la cui leadership ? italiana: oltre alle sezioni INFN di Milano, Genova, Perugia e ai Laboratori del Gran Sasso vi partecipano la Technische Universit?t di Monaco, il Max Planck Institut di Heidelberg, l?APC francese, la Jagellonian University di Cracovia, il JINR di Dubna e il Kurchatov Institute di Mosca e infine gli statunitensi della Princeton University e del Virginia Polytechnical Institute.

Come ? fatto Borexino

L?esperimento visto dall?esterno appare come una cupola di sedici metri di diametro al cui interno si trova una sorta di ?matryoska?, una di quelle bambole russe che entrano l?una nell?altra. Dentro la cupola infatti vi ? un volume di 2.400 tonnellate di acqua che serve come primo schermo per filtrare le particelle di alta energia provenienti dal cosmo, che non interessano i ricercatori.
All?interno del volume dell?acqua si trova una sfera di acciaio che contiene, nella parte interna 2.200 fotomoltiplicatori, cio? apparati che possono registrare la presenza di lampi di luce provocati dai neutrini.
Proseguendo il nostro viaggio all?interno di Borexino, vedremmo contenuto in una sfera di nylon speciale, una enorme quantit?, mille tonnellate, di pseudocumene, un idrocarburo, utilizzato per schermare la parte sensibile dell?esperimento.
Infine, il cuore ultimo di Borexino contiene 300 tonnellate di liquido scintillante .
Il funzionamento assomiglia a quello di un vecchio flipper: quando i neutrini si ?scontrano?con gli elettroni dello scintillatore trasferiscono loro parte dell?energia incidente, provocando un lampo luminoso nel liquido. Questi lampi vengono visti dai fotomoltiplicatori grazie alla trasparenza delle sfere interne. L?apparato consente di misurare l?energia dei neutrini incidenti.

In sintesi:

? L?esperimento Borexino ? costituto da tre sfere concentriche
? Serve per vedere i neutrini a bassa energia che arrivano dal Sole
? Contiene 300 tonnellate di liquido scintillante, 1000 tonnellate di pseudocumene e 2.400 tonnellate di acqua ultrapura.
? Funzioner? per 10 anni, un ciclo della vita solare.
? E? il pi? economico tra gli esperimenti i rivelazione dei neutrini solari.
? Ha iniziato a prendere dati in una delle sale sotterranee dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell?Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Per saperne di pi?:

Le reazioni nucleari che avvengono nel sole producono una grande quantit? di neutrini, detti appunto solari. Il sole ? una sorgente potente di neutrini, se si pensa che circa 6 X 1010 (cio? 60.000.000.000) neutrini solari al secondo incidono su un cm2 della superficie terrestre. Questi neutrini hanno per? mediamente un? energia pi? bassa di quelli atmosferici e sono ancora pi? difficili da rivelare.
L?esperimento Borexino ? finalizzato proprio alla rivelazione di neutrini solari, in particolare quelli prodotti dalle reazioni del Berillio-7, che hanno un?energia intorno agli 862 kev. Ben al di sotto di 5.000 keV, soglia mai oltrepassata fino ad oggi dagli esprimenti di rivelazione in tempo reale dei neutrini. Il neutrino, per?, interagisce molto debolmente con la materia, essendo del tutto insensibile all?interazione elettromagnetica e a quella nucleare forte e rispondendo solo all?interazione nucleare debole.
L?interazione dei neutrini ? allora un evento incredibilmente improbabile dal punto di vista statistico e per osservarlo ? necessario disporre di un rivelatore molto grande, costituito da diverse tonnellate, in modo da rendere la probabilit? di interazione dei neutrini tale da poter misurare alcuni eventi al giorno.


Uno schermo potente per la radiazione naturale e i raggi cosmici

Altre particelle provenienti dal cosmo o le naturali radiazioni ambientali, nonch? la radioattivit? degli stessi materiali che costituiscono il rivelatore, possono indurre dei segnali spuri. Il rumore prodotto da questo fondo, in effetti, se non venisse schermato, sarebbe un miliardo di volte maggiore del segnale dei neutrini. Il Gran Sasso fornisce un primo schermo naturale di 1,4 km di roccia, che assorbe efficacemente la gran parte dei raggi cosmici. Ci? che resta sono per lo pi? muoni ad alta energia schermati dalle 2400 tonnellate di acqua che costituiscono lo strato pi? esterno dell?esperimento. La radioattivit? ambientale ? ulteriormente schermata da 1000 tonnellate di pseudocumene, che riempiono la sfera centrale e racchiudono il liquido scintillante, mentre sofisticate tecniche di radiopurificazione sono state sviluppate per ridurre la radioattivit? del cuore dell?esperimento, raggiungendo un livello radioattivo un milione di volte pi? basso di quello di qualsiasi liquido normalmente utilizzato.

Conoscere il funzionamento del Sole e i costituenti elementari della materia

Il successo di Borexino ? di aver abbassato cos? efficacemente la soglia del rumore di fondo da rendere visibili neutrini con energia fino a 250 kev. Questo consente di rivelare e studiare una percentuale del potente flusso di neutrini proveniente dal Sole, assai maggiore di quella fino ad oggi ?vista? da ogni altro esperimento effettuato in tempo reale.
D?altra parte lo studio delle propriet? del neutrino apre la strada a importanti revisioni e nuove conquiste delle teorie fisiche attuali. La scoperta della massa del neutrino e delle oscillazioni tra neutrini di differenti ?flavour? (o ?sapori?, come dicono i fisici italiani), oltre ad avere importanti implicazioni cosmologiche offre indicazioni preziose per nuove teorie fisiche (quello che gli scienziati chiamano la fisica oltre il Modello Standard).
Borexino dar? quindi la possibilit? di aggiungere nuovi dati per approfondire lo studio di questo scenario. La rivelazione di neutrini a queste energie offrir? inoltre un test estremamente preciso dei modelli astrofisici del sole. Infine, Borexino consentir? di studiare anche gli antineutrini provenienti dalle Supernove e quelli emessi dall?attivit? radioattiva all?interno della Terra (geoneutrini).

Per ulteriori informazioni:

Roberta Antolini
Responsabile relazioni esterne, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Cell. 3298312296
0862437216

Giampaolo Bellini
Portavoce esperimento Borexino
Cell 3487380622


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