Perché l’esperimento SOX non si farà

È di ieri, 1 febbraio 2018, la notizia che l’esperimento SOX (Short distance Oscillations with boreXino), che doveva essere realizzato presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso e che è stato al centro di innumerevoli dibattiti e preoccupazioni da parte dei cittadini abruzzesi, non si farà più.

La motivazione, però, non riguarda le critiche che erano state lanciate dal Forum H20 e supportate dal programma “Le Iene” sulla presunta pericolosità dello stoccaggio di sostanze radioattive vicino alle captazione di acqua destinata all’uso pubblico.

Alla base di questa sofferta decisione c’è invece l’impossibilità tecnica di realizzare l’esperimento, e in particolare la produzione della sorgente radioattiva che era stata la causa delle polemiche già citate.

SOX prevedeva, infatti, l’uso di una sorgente di neutrini estremamente intensa, che sarebbe dovuta essere realizzata a Mayak, in Russia, sede del principale impianto di riprocessamento del combustibile proveniente da reattori nucleari, in Russia, dove vengono prodotti sia radioisotopi per la medicina nucleare che combustibile per nuovi reattori.

Scopo dell’esperimento era provare l’esistenza dei neutrini cosiddetti sterili, difficilissimi da “vedere” (sempre che esistano!). Tutte le particelle che siamo riusciti a scoprire finora, infatti, interagiscono tramite l’interazione nucleare debole, l’interazione nucleare forte o elettromagneticamente, mentre i neutrini sterili interagirebbero solo tramite la forza di gravità, che è la più debole di tutte, il che significa che non interagiscono con nessun rivelatore e, quindi, nessun rivelatore può vederli.

Per riuscire a trovare i neutrini sterili, SOX avrebbe usato un generatore di antineutrini (la sorgente radioattiva) e il rivelatore dell’esperimento Borexino, estremamente sensibile e radiopuro, in funzione dal 2007 nei Laboratori sotterranei del Gran Sasso. Se parte dei neutrini emessi dalla sorgente fosse sterile, Borexino riuscirebbe a capirlo perché vedrebbe meno neutrini “normali” rispetto a quanto atteso.

Già a dicembre erano state comunicate alcune difficoltà nella realizzazione della sorgente di antineutrini basato sul Cerio 144. Adesso, secondo il comunicato ufficiale dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’impossibilità di ottenere tutte le caratteristiche richieste dall’esperimento sembra essere definitiva. La sorgente riuscirebbe a raggiungere, infatti, appena un terzo dell’intensità richiesta e pertanto non potrebbe produrre il numero sufficiente di antineutrini necessari a ottenere risultati significativi. Di conseguenza, l’INFN e il Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives/Institute of Research into the Fundamental laws of the Universe (CEA/IRFU) sono stati costretti ad annullare il progetto.

“Oggi, purtroppo, dobbiamo prendere atto dell’impossibilità di produrre una sorgente idonea, – dichiara Marco Pallavicini, coordinatore dell’esperimento SOX – è un duro colpo per me e per i tanti, soprattutto giovani, che ci credevano e che hanno lavorato con grande impegno in questi anni per portare SOX a realizzazione. Ma sappiamo anche che così funziona la ricerca scientifica di frontiera: si affrontano problemi complessi e si valutano soluzioni tecniche e tecnologiche d’avanguardia, e talvolta può accadere che al momento della loro implementazione si riveli l’impossibilità di portarle a compimento. Il nostro compito di ricercatori è ora puntare con fiducia a nuovi obiettivi”.

La scoperta dei neutrini sterili avrebbe implicazioni profonde per la comprensione dell’universo e della fisica delle particelle fondamentali. I neutrini, infatti, sono le particelle più piccole che conosciamo, ma anche le seconde più numerose nell’Universo. Finora i fisici hanno osservato alcuni loro comportamenti che hanno richiesto modifiche al Modello Standard, che è un modello matematico che descrive molto bene tre delle quattro forze fondamentali note (l’interazione forte, elettromagnetica e debole) e tutte le particelle elementari a esse collegate. Per esempio hanno dimostrato che i neutrini possono “oscillare”, cioè trasformarsi da un tipo all’altro. Alcuni esperimenti, studiando fasci costituiti da uno dei tre tipi di neutrini noti, hanno osservato un’anomalia: una frazione di neutrini era  scomparsa! L’ipotesi fatta è che potrebbero essersi trasformati in neutrini sterili.

I ricercatori che stavano progettando SOX sapevano che costruire la sorgente di antineutrini con le caratteristiche necessarie per la riuscita dell’esperimento sarebbe stata una sfida impegnativa, ma è proprio con sfide come questa, indotte dal desiderio di raggiungere traguardi di grande rilevanza scientifica, che la scienza e la tecnologia progrediscono.

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Author: Giuliana Galati

Fisico. Tra le sue passioni spicca l’analisi critica di misteri apparentemente inspiegabili.

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