Per la prima volta siamo in grado di osservare i neutrini prodotti dalla collisione di particelle
Lo straordinario risultato, che apre a nuove frontiere nello studio dei neutrini, delle proprietà delle particelle e della materia oscura, è frutto del lavoro di una vera e propria cordata di 180 scienziati guidati dal professor De Lellis, dell'Università Federico II.
Il Large Hadron Collider del CERN, utilizzato principalmente per collisioni tra protoni, è stato sfruttato come sorgente per lo studio dei neutrini, particelle elementari difficili da rilevare a causa della loro scarsa interazione con la materia.
La collaborazione internazionale SND@LHC, guidata dal professore Giovanni De Lellis dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e che coinvolge 180 scienziati di 12 Paesi di tutto il mondo, ha raggiunto un importante successo tecnologico nell’osservazione dei primi neutrini muonici di alta energia prodotti dalle collisioni del LHC.
L’esperimento SND@LHC, dove SND sta per Scattering and Neutrino Detector, approvato nel 2021 e installato a 480 metri dall’esperimento ATLAS, ha l’obiettivo di individuare e studiare i neutrini elettronico, muonico e tauonico prodotti dal LHC, che erano sfuggiti a un’osservazione diretta a causa della loro bassa probabilità di interazione e traiettoria parallela all’asse di collisione, rendendoli “invisibili” ad altri esperimenti di LHC.
L’apparato sperimentale di SND@LHC è di dimensioni ridotte rispetto ad altri esperimenti dedicati ai neutrini, composto da lastre di tungsteno intervallate da film di emulsioni nucleari per la rivelazione precisa dell’interazione dei neutrini, sistemi traccianti elettronici basati su fibre scintillanti per la misura dell’istante e dell’energia degli eventi di interazione, un calorimetro adronico e un sistema di riconoscimento dei muoni.
Grazie alle caratteristiche uniche di SND@LHC, è stato possibile isolare gli eventi di interazione tra l’apparato sperimentale e i neutrini prodotti dall’acceleratore, confermando l’osservazione di 8 eventi candidati di neutrino muonico con significatività statistica superiore alla soglia richiesta per una conferma fisica.
L’Università Federico II, insieme all’Istituto di Fisica Nucleare, svolge un ruolo centrale nella collaborazione SND@LHC, coinvolgendo gruppi di ricerca multidisciplinari e aprendo una nuova era nella fisica dei neutrini da collisore di particelle.
“Gli esperimenti a LHC hanno sinora associato la presenza di neutrini alla rivelazione di energia mancante nella ricostruzione dei prodotti delle interazioni”, spiega Giovanni De Lellis, Ordinario di Fisica Sperimentale all’Ateneo federiciano . “SND@LHC è stato progettato con l’obiettivo di rivelare queste particelle, di grande interesse per la fisica in quanto caratterizzate da energie molto elevate e non ancora esplorate, estendendo il potenziale scientifico degli altri esperimenti di LHC”.
Questa importante scoperta aprirà nuove frontiere nello studio dei neutrini, delle proprietà delle particelle e della materia oscura. Inoltre, fornisce informazioni preziose per predire il flusso di neutrini di altissima energia prodotti dai raggi cosmici. L’esperimento SND@LHC rappresenta una collaborazione internazionale di grande successo, coordinata dal professor Giovanni De Lellis dell’Università degli Studi di Napoli Federico II.
Con questo passo avanti, la fisica dei neutrini da collisore di particelle diventa un nuovo e affascinante filone di ricerca scientifica. Il CERN continua a stupirci con le sue scoperte, mostrando ancora una volta il potenziale illimitato della ricerca scientifica internazionale.