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La Sezione INFN di Napoli ha costruito metà dei rivelatori di KM3NeT che hanno osservato il neutrino più energetico mai rivelato
Il grande telescopio sottomarino che studia l’universo dagli abissi del Mar Mediterraneo ha misurato il segnale prodotto da un neutrino cosmico dell’energia record di circa 220 PeV. Il risultato è pubblicato su Nature ed è presentato dalla Collaborazione scientifica KM3NeT nel corso di un evento congiunto in diretta da Roma-Parigi-Amsterdam.
Il risultato è pubblicato su Nature ed è presentato dalla Collaborazione scientifica KM3NeT nel corso di un evento congiunto in diretta da Roma-Parigi-Amsterdam. L’evento è stato seguito in diretta in un evento aperto al pubblico ed alla stampa organizzato presso la Reggia di Caserta in cui la comunità della Sezione INFN di Napoli ha illustrato il risultato scientifico ed ha presentato il contributo campano ai presenti.
Il rivelatore, infatti, vede un importante contributo della Sezione INFN di Napoli che partecipa alla collaborazione con i gruppi di Caserta, Napoli e Salerno, in collaborazione con l’Università della Campania Vanvitelli, l’Università degli Studi di Napoli Federico II e L’Università degli studi Salerno.
Il rivelatore ARCA, che ha rivelato il neutrino più energetico mai osservato, si trova a largo di Portopalo di Capopassero, e più della metà dei rivelatori installati sono stati costruiti presso i laboratori CAPACITY che si trovano a San Nicola La Strada (CE) nei locali ospitati dall’Università Vanvitelli. Inoltre, il gruppo ha dato un importante contributo all’analisi del segnale proveniente dal neutrino rivelato ed alla sua interpretazione alla luce delle possibili ipotesi di origine cosmica.
La realizzazione dei laboratori e dei rivelatori che hanno osservato il nuovo segnale è stata possibile anche grazie ai finanziamenti del PON PACK e del progetto PNRR KM3NeT4RR con un finanziamento di circa 25 milioni di euro. Il completamento di questi progetti è stato possibile grazie al grande impegno dei servizi tecnici e dell’amministrazione della Sezione INFN di Napoli.
Un telescopio sottomarino ha rivelato i neutrini più energetici mai osservati finora
L’infrastruttura del progetto KM3NET si trova in Sicilia ma è assemblata in parte a San Nicola La Strada nel laboratorio “Capacity”
La caccia ai neutrini comincia in un laboratorio di San Nicola La Strada, a pochi chilometri dalla Reggia di Caserta, e prosegue negli abissi marini, al largo di Portopalo di Capo Passero, in Sicilia. Sebbene ancora in fase di costruzione e assemblaggio, i due telescopi sottomarini del progetto KM3NET stanno già dando risultati ai ricercatori. È stato rivelato il neutrino con più energia finora mai osservato (220 milioni di miliardi di elettronvolt).
I neutrini sono particelle elementari di massa infinitesimale, senza carica elettrica, che interagiscono in modo molto debole con la materia. Possono viaggiare per miliardi di anni luce nell’universo, fornendo informazioni sullo spazio profondo, sui buchi neri, le esplosioni di stelle supernova e aiutare a ricostruire le origini del cosmo. Proprio la loro debole interazione con la materia rende molto complicata la loro osservazione, che attraverso gli strumenti viene dedotta per via indiretta.
Immaginiamo il rivelatore posizionato sul fondale siciliano a 3450 metri di profondità come a una collana di perline lunga 700 metri. Ogni unità di base è una sfera, che è dotata di 18 moduli ottici digitali, ciascuno contenente 31 fotomoltiplicatori; si può fare un paragone con gli occhi degli insetti. Questa complessa infrastrutture serve a rivelare la debole luce emessa dalle particelle, prodotte dall’interazione dei neutrini con la materia (luce Cherenkov). L’eccezionale scoperta è stata identificata come “un singolo muone che ha attraversato l’intero rivelatore, inducendo segnali in più di un terzo dei suoi sensori. L’inclinazione della sua traiettoria, combinata con la sua enorme energia, fornisce una prova convincente che il muone ha avuto origine da un neutrino cosmico che ha interagito nelle vicinanze del rivelatore”, così spiega una nota dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, tra i fondatori e principali contributori del progetto KM3NET e di cui sono partner anche le università campane “Luigi Vanvitelli” e “Federico II”. Le sfera che contengono i fotomoltiplicatori sono per metà assemblate nel laboratorio “Capacity” di San Nicola La Strada. Un’opportunità di studio e ricerca per tanti giovani del territorio, ma anche per alcune aziende, coinvolte nella fornitura delle componenti.
Questo tipo di infrastruttura poggiata sui fondali marini e in grado di raccogliere, elaborare e trasmettere dati in tempo reale, può essere utilizzata anche in altri ambiti di ricerca. La sezione napoletana dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare sta esplorando collaborazioni con la Stazione Zoologica “Anton Dohrn” e con l’Osservatorio Vesuviano. Un rivelatore simile nel golfo di Napoli potrebbe aiutare a comprendere i movimenti della Terra ai fini dello studio del fenomeno bradisismico o gli effetti del cambiamento climatico sull’ecosistema marino e la biodiversità.
Scoperto in mare il neutrino più energetico mai osservato
Presentati alla Reggia di Caserta i risultati del lavoro dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dell’Università “Luigi Vanvitelli” e dell’Università “Federico II”
l Kilometer Cube Neutrino telescope, il gigantesco rivelatore di neutrini che scruta l’universo da 3500 m di profondità negli abissi del Mar Mediterraneo, a 80 km al largo della Sicilia Orientale, ha osservato uno straordinario segnale proveniente dal cosmo che apre nuovi scenari per lo studio della fisica dell’Universo e dei suoi fenomeni esplosivi.
Il nuovo eccezionale risultato è stato presentato nella sala Romanelli della Reggia di Caserta, dalle ricercatrici e dai ricercatori della Sezione di Napoli dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dell’Università della Campania “Luigi Vanvitelli” e dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II” che lavorano all’esperimento.
“Una scoperta record – commenta il Rettore dell’Ateneo Vanvitelli, Gianfranco Nicoletti – che ancora una volta conferma la ricerca d’eccellenza che viene portata avanti nel nostro Ateneo. Questi risultati sono frutto di anni di impegno degli scienziati che operano nel Dipartimento di Matematica e Fisica che, anche grazie alla collaborazione con l’INFN, hanno portato alla realizzazione del KM3NET, una gigantesca infrastruttura sottomarina ancora in costruzione, la più grande al mondo”.
La collaborazione internazionale KM3NeT, composta da oltre 200 ricercatrici e ricercatori, vede la Sezione di Napoli dell’INFN e dei gruppi universitari tra i protagonisti principali.
La partecipazione a KM3NeT del gruppo INFN-Napoli risale al 2014 quando, presso i laboratori ubicati presso il Complesso Universitario di Monte Sant’Angelo, sono state realizzate le prime unità di rivelazione dell’esperimento. La svolta, però, arriva negli anni successivi. Grazie al programma PON Ricerca e Innovazione 2014-2020 (progetto PACK) e al Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (KM3NeT4RR), infatti, è nato il laboratorio CAPACITY (Campania AstroPArtiCle Infrastructure faciliTY), ubicato presso il PoLaR (Polo dei Laboratori di Ricerca) dell’Università della Campania, nato dalla collaborazione tra la Sezione di Napoli dell’INFN e il Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università della Campania. Un laboratorio di eccellenza che non ha eguali nella Collaborazione internazionale KM3NeT e che ha gettato le basi per importanti collaborazioni con enti di ricerca e aziende che operano sul territorio campano. Oltre agli sviluppi tecnologici, il gruppo ha un’importante componente fenomenologica che ha dato un fondamentale contributo alla comprensione dell’eccezionale evento osservato.
Il telescopio KM3NeT, che oggi opera con circa 20 mila sensoridi luce distribuiti su 33 unità di rivelazione alte 700 m, ancorate al fondo marino, raggiungerà la sua dimensione finale di oltre un chilometro cubo entro il 2030, quando saranno operative circa 200 unità di rivelazione.
Nel prossimo decennio KM3NeT potrà così continuare ed estendere le sue ricerche sui neutrini cosmici, e non solo, grazie al fondamentale contributo dei ricercatori/ricercatrici e studenti/studentesse della Sezione di Napoli dell’INFN, dell’Università della Campania “Luigi Vanvitelli” e dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II” che lavorano all’esperimento sviluppando sia gli aspetti tecnologici che analizzando e interpretando i messaggi portati dai neutrini dai punti più remoti dell’Universo.
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