Gran Sasso, al via il progetto Cosinus: «Con un cristallo a -273 gradi daremo la caccia alla materia oscura». Il nuovo esperimento nei laboratori nazionali di Fisica. Per realizzarlo verrà costruito uno cilindro di sette metri di diametro. I dati sono attesi nel 2022.
Si chiama Cosinus il nuovo esperimento che sarà realizzato presso i Laboratori nazionali del Gran Sasso (Lngs) per la ricerca e la comprensione dell’elusiva materia oscura, che rappresenta circa il 25% di tutto ciò che esiste nell’universo ma che non si riesce a osservare direttamente perché «interagisce con noi» solo tramite la gravità. Cosinus nasce da un’idea di Karoline Shäffner del Max Planck Institute di Monaco e di Florian Reindl dell’Università tecnica di Vienna. In pratica cercherà di identificare l’interazione di una particella di materia oscura in un cristallo scintillante di ioduro di sodio (NaI) tenuto a 0,01 gradi sopra lo zero assoluto.
L’esperimento
L’apparecchiatura sperimentale sarà costruita sotto i 1.400 metri di roccia del Gran Sasso dove si trovano i laboratori di fisica, «l’unico posto al mondo dove è possibile realizzare esperimenti così sensibili e tecnologicamente all’avanguardia», sottolinea Reindl, responsabile della Collaborazione Cosinus tra Germania, Italia, Austria e Cina. Si tratta di un cilindro di 7 metri di altezza e 7 di diametro, riempito di acqua ultra-pura e ospitante al centro i cristalli di ioduro di sodio a circa 273 gradi sotto zero. L’energia rilasciata da una particella all’interno di un cristallo determina un lievissimo incremento di temperatura del sistema che può essere misurato. Inoltre le proprietà del cristallo permettono l’identificazione di particelle diverse sfruttando la differente risposta luminosa a parità di energia assorbita. «Combinando le misure di luce e calore, è possibile distinguere chiaramente le particelle di materia oscura da quelle di materia ordinaria», spiega Schäffner.
La realizzazione
La progettazione tecnica è affidata al Max Planck, che contribuisce con 3 milioni di euro, in collaborazione con gli ingegneri dei Lngs; i rivelatori sono sviluppati e testati dai ricercatori di Monaco, dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e del Gran Sasso Science Institute (Gssi); lo sviluppo dell’elettronica è dell’Istituto Hephy di Vienna mentre la produzione dei cristalli avviene in Cina. La costruzione dell’esperimento avverrà nel corso dell’anno, i dati sono attesi nel 2022 e i primi risultati sperimentali l’anno dopo.
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