21 ott 2014
Un record mondiale tutto italiano è stato registrato nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso.
E’ qui infatti che l’esperimento Cuore è riuscito a portare una struttura di rame del volume di un metro cubo alla temperatura di 6 millikelvin: è la prima volta che un esperimento riesce a raggiungere una temperatura così prossima allo zero assoluto (0 Kelvin) con una massa e un volume di questa entità.
La struttura di rame così raffreddata, pari a circa 400 kg, è stata per 15 giorni il metro cubo più freddo dell'Universo.
Cuore, acronimo per Cryogenic Underground Observatory for Rare Events, è un esperimento ideato per studiare le proprietà dei neutrini attuato in collaborazione tra l’Istituto Nazionale di Fisica nucleare e l’Università di Milano-Bicocca per la realizzazione del sistema criogenico necessario per raffreddarne i rivelatori. In particolare, l’esperimento cerca di replicare un fenomeno raro chiamato doppio decadimento beta senza emissione di neutrini.
Rivelare questo processo consentirebbe, non solo di determinare la massa dei neutrini, ma anche di dimostrare la loro eventuale natura di particelle di Majorana fornendo una possibile interpretazione dell’asimmetria tra materia e antimateria nell’Universo. Cuore è progettato per lavorare in condizioni di ultrafreddo: è infatti composto da cristalli di Tellurite impiegati come rivelatori di radiazione) e progettati per funzionare a temperature di circa 10 millikelvin, cioè dieci millesimi di grado sopra lo zero assoluto.
“Si tratta di un risultato importante che testimonia come la scienza italiana raggiunga un solido primato nella tecnologia del ultrafreddo grazie all'integrazione e alla collaborazione tra ricerca, università e aziende - commenta Carlo Bucci, ricercatore Infn e portavoce italiano di Cuore -. La temperatura raggiunta nel criostato dell'esperimento, 6 millikelvin, equivale a -273,144 gradi centigradi, una temperatura vicinissima allo zero assoluto pari a -273,15 centigradi. Nessuno ha mai raffreddato a queste temperature una massa di materiale ed un volume simili.”
“Il criostato di Cuore - aggiunge Angelo Nucciotti, docente di fisica nucleare dell'Università di Milano-Bicocca e responsabile della progettazione del criostato - è unico al mondo non solo per dimensioni e potenza refrigerante ma anche perché, grazie all’utilizzo di materiali appositamente selezionati e di speciali tecniche costruttive, garantisce che l'esperimento si svolga in un ambiente con bassissimi livelli di radioattività. Una volta completo, il rivelatore sarà racchiuso in una copertura di piombo antico di età romana, un materiale caratterizzato da una radioattività intrinseca estremamente bassa che fungerà da schermo.”
Una volta completato Cuore sarà composto da 1000 cristalli di Tellurite e dovrà raffreddare una massa totale di quasi 2 tonnellate. Il rivelatore sarà inoltre schermato con circa 5 tonnellate di piombo romano.
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