C’è anche una parte del talento, dello studio, della dedizione e della passione di un cittadino di Anzio e Nettuno in una scoperta incredibile, che il 12 febbraio di quest’anno è stata presentata al mondo sulla rivista Nature. Una scoperta che rischia di concorrere per il Premio Nobel. Si tratta della prima osservazione diretta di un Neutrino cosmico ad altissima energia che è stato “fotografato” in Italia, da un telescopio grande un km cubo e posizionato 3300 metri sotto le acque del mare della Sicilia: il Kilometer Cube Neutrino Telescope (KM3NeT). A raccontarci di questo incredibile progetto di ricerca, avviato 25 anni fa e che andrà avanti fino al 2028 (il telescopio, già funzionante, al momento è costruito per il 10% e sarà completato tra tre anni, la sua durata di osservazione dei neutrini provenienti dall’Universo, si stima, andrà avanti i 15 anni successivi) e di un risultato così straordinario è Rocco Masullo, ricercatore da poco in pensione dopo una vita di studi in Ingegneria elettronica e, di collaborazione alla realizzazione di un apparato così specifico di Astrofisica legato in particolare proprio ai rivelatori di Neutrini.
Perché – abbiamo chiesto a Rocco Masullo – è tanto importante lo studio dei Neutrini, al punto di costruire telescopi così grandi in luoghi tanto difficili da raggiungere?
“I neutrini sono importanti – ci spiega – perché sono delle particelle subatomiche prive di carica elettrica con una massa incredibilmente piccola che riesce a viaggiare indisturbata nell’universo. Non subisce deviazioni, alterazioni di percorso e porta con sé informazioni importanti sui fenomeni catastrofici che avvengono nell’universo e che li origina. Fenomeni come l’esplosione di una stella, l’attività di un buco nero e gli eventi di rilevanza nucleare nelle Galassie lontane. Con questo rivelatore, diverso da un telescopio (ottico) che osserva le stelle e le cose più vicine nella volta celeste, cerchiamo notizie dello spazio profondo e i neutrini sono messaggeri cosmici, fino ad oggi molto sfuggenti”.
Il progetto – chiediamo – ha avuto origine 25 anni fa, in cosa consiste e come è cambiata in questo lasso di tempo la tecnologia?
“Devo dire che sono diversi, nel mondo i team di scienziati e tecnici che stanno lavorando su questo tema, il gruppo italiano ha cominciato nel 2002 con il progetto Nemo, un rivelatore di piccole dimensioni posizionato a 2400 metri di profondità a 25km al largo del porto di Catania con lo scopo di verificare la fattibilità di un simile apparato operante in ambienti e condizioni estremamente difficili quali quelle degli abissi marini. Il rivelatore è stato immerso nel 2005 e ci ha permesso di acquisire esperienza e dare le giuste soluzioni alle innumerevoli difficoltà tecnologiche e ambientali. Successivamente la collaborazione si è allargata a livello internazionale facendo nascere l’attuale progetto del telescopio KM3Net.
Di telescopi simili sono situati in Francia al largo della costa di Tolone e al polo sud (IceCube), ma il telescopio KM3Net è stato il primo ad aver rivelato questo neutrino di altissima energia. Questo è un fatto rilevantissimo se si pensa che statisticamente il numero di eventi di tali caratteristiche che possono raggiungere la terra è solo di circa 6 eventi/anno.
Con questo progetto di caratura internazionale che vede coinvolti gli Istituti di Astrofisica di Italia, Spagna, Francia e Olanda, sono stati affrontati delle sfide importantissime, soprattutto di ordine tecnico, per la realizzazione ed il posizionamento a tremila metri di profondità dell’apparato. In primo luogo è stato importante individuare il sito avente requisiti compatibili come la profondità del fondale marino, una zona non sismica e pianeggiante e soprattutto adeguata trasparenza dell’acqua.
Perché – chiediamo – è stato posizionato in fondo al mare?
“Il Neutrino che vogliamo osservare – spiega Rocco Masullo
nel suo viaggio alla velocità della luce interagisce debolmente con l’acqua del mare lasciando dietro di sé un cono di luce blu che viene rivelato dal telescopio, dotato di una matrice di dimensioni 1 Km3 di sensori di luce costituita da “fotomoltiplicatori”.
Inoltre data la natura del fenomeno da rivelare diventa di estrema importanza l’assenza totale di altre sorgenti di luce che accecherebbero il telescopio. Il Neutrino che abbiamo rilevato aveva una di eccezionale energia (220PeV) che ci ha fornito preziose informazioni sulla direzione di provenienza, una scoperta straordinaria”.
Anche la realizzazione del telescopio ha comportato delle sfide?
“Ovviamente si – ci spiega Masullo – a causa della impossibilita di qualsiasi intervento di manutenzione abbiamo dovuto studiare una architettura tale da garantire il funzionamento del telescopio anche in caso di guasti. Tutte le parti elettroniche del telescopio sono raddoppiate in modo che quando si verifica un guasto interviene automaticamente la parte gemella isolando dal sistema la parte non funzionante. Inoltre tutti i componenti del telescopio sono stati controllati mille volte sottoponendoli a test elettrici termici e di pressione, in modo da assicurare la massima affidabilità.
Come è intuibile le operazioni di costruzione e integrazione del telescopio che si sono dovute affrontare sono state ciclopiche, sia la trasmissione dei dati in fibra ottica che l’alimentazione elettrica del telescopio dal fondo del mare sino alla costa sono realizzate con sistemi complessi e avveniristici. Nonostante il telescopio simile IceCube situato il fondo al giaccio a circa 2400m di profondità sia in presa dati sin dal 2018, ad oggi non hanno ancora rilevato eventi ad energia così elevata. Noi ci siamo riusciti, con la nostra struttura fatta a stringhe, ognuna lunga 700 mt (2 torri Eiffel) e ancorata sul fondo del mare a 3300m di profondità. Su ogni stringa alloggiano 18 moduli ottici e ogni modulo ha 31 fotomoltiplicatori. Al momento le stringhe funzionanti sono 21 e quelle ancora da installare per il completamento del progetto che avverrà nel 2028 sono 210 per un totale di 230”.
La speranza dei ricercatori è riuscire a svelare i segreti immensi dell’Universo, che oggi conosciamo meglio attraverso le teorie che sulla base di dati verificabili, e cercare di scoprire cosa lo muova e magari cosa ha portato alla creazione.
Ecco come appare un neutrino
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