“Illuminare l'oscurità” è lo slogan scelto dai ricercatori di XENON1T, che hanno l’ambizioso obiettivo di fare luce su uno dei misteri della fisica contemporanea: di che cosa sia fatta la materia che costituisce circa un quarto dell'universo.
XENON 1T è una collaborazione internazionale di 120 scienziati di 22 Istituzioni provenienti da 10 Paesi, guidata dall’italiana Elena Aprile. “Per vedere le rare interazioni delle particelle di materia oscura con un rivelatore, è necessario costruire uno strumento con una grande massa e una radioattività estremamente bassa - spiega Elena Aprile, che coordina l’esperimento - altrimenti, il rischio è non avere alcuna chance di distinguere un evento dovuto alla materia oscura fra tanti altri segnali che costituiscono il rumore di fondo".
L’apparato sperimentale, grazie alla sua sensibilità - assicurata dalla schermatura di 1400 metri di roccia del massiccio del Gran Sasso e di 700 metri cubi di acqua ultra pura, nonché dall’utilizzo di 3.500 kg del gas nobile xenon - rappresenta una trappola ideale per catturare le rare interazioni delle particelle di materia oscura con quella ordinaria. Le osservazioni dell’universo suggeriscono, infatti, che, oltre alla materia ordinaria che compone tutto ciò che conosciamo (pari a circa il 4%), ci sia qualcosa nel cosmo che ancora ci sfugge: la Materia Oscura, per l'appunto. I fisici sanno che esiste e che permea circa il 26% dell'universo. Sanno che non assorbe, né emette luce, e che non scambia quasi per niente informazioni con il nostro mondo. Ma non sanno ancora quale sia la sua natura.
A Francesco Arneodo, che ha iniziato a collaborare con Elena Aprile nel 2003 sul programma XENON, abbiamo chiesto come è iniziata la sua collaborazione al progetto internazionale
“Ho visto nascere, alla Columbia University e ai Laboratori del Gran Sasso (dove ho lavorato per circa 20 anni), il primo rivelatore della famiglia XENON, XENON10, che abbiamo installato in uno dei cunicoli ‘minori’ dei Laboratori del Gran Sasso. XENON10 fu un successo, nonostante la massa di pochi kg la sua sensibilità come rivelatore di materia oscura era, all’epoca, imbattibile. Così è stato per l’esperimento di seconda generazione, XENON100, che dal 2011 al 2014 è stato il rivelatore più sensibile al mondo, solo di recente superato da LUX (Stati Uniti)”.
Nel 2013, continua Arneodo, ho lasciato i Laboratori del Gran Sasso e l’Italia per gli Emirati Arabi Uniti, dove sono ora professore presso la New York University Abu Dhabi. Non ho però lasciato l’attività di ricerca al Gran Sasso, e il gruppo di ricerca che dirigo ad Abu Dhabi è impegnato su XENON1T. Le nostre responsabilità riguardano la catena di resistenze che controlla il campo elettrico all’interno del rivelatore, la purificazione dell’acqua del grande serbatoio che ospita il rivelatore, e l’offline monitoring, uno degli strumenti che serviranno a controllare la qualità dei dati.
Siamo anche impegnati su test di nuovi rivelatori di luce che potrebbero giocare un ruolo nei futuri sviluppi della ricerca sulla Dark Matter. Studenti di NYU- Abu Dhabi partecipano con noi alle attività di XENON”.
ASCOLTA l'approfondimento audio a cura del Prof. Marcello Messina, il fisico che ha lavorato alla realizzazione del progetto.
