Dalla sua postazione nella Sala B dei laboratori sotterranei del Gran Sasso, l'esperimento ICARUS ha iniziato a funzionare gradualmente dal 27 maggio dello scorso anno. Fin dai primi istanti ha registrato dati, catturando le tracce dei rari raggi cosmici che raggiungono le profondità del laboratorio, ma soprattutto gli eventi delle interazioni dei neutrini del fascio proveniente dal CERN, che attraversa la crosta terrestre per oltre 700 chilometri e viene infine intercettato dal rivelatore dell’esperimento sotto la montagna abruzzese.
L’esperimento, proprio rivelando i neutrini artificiali che dal CERN raggiungono i Laboratori del Gran Sasso, studierà il fenomeno dell’oscillazione del neutrino, congiuntamente all’esperimento OPERA.
Oltre ai neutrini provenienti dal CERN di Ginevra, l’ICARUS analizzerà anche quelli atmosferici, prodotti dal Sole e da eventi straordinari che avvengono nel cosmo, quali le esplosioni di Supernovae e il collasso di stelle di neutroni.
L'esperimento del Gran Sasso ha inoltre un altro ambizioso obiettivo: l’osservazione del decadimento dei nucleoni (protoni e neutroni), fenomeno mai osservato finora ed inseguito dai fisici di tutto il mondo.
ICARUS è il più grande rivelatore ad argon liquido mai realizzato al mondo, che permette di disporre di immagini ad alta risoluzione degli eventi di interazione in tempo reale misurando le caratteristiche fisiche delle particelle prodotte negli eventi.
Per costruirlo e metterlo in funzione ci sono voluti 20 anni, spesi in un lavoro di ricerca e sviluppo che ha prodotto una tecnologia unica nel suo genere, di cui l’INFN è leader nel mondo e che permetterà di aprire nuovi orizzonti nella conoscenza dell’universo.
L’installazione, il funzionamento e controllo continuo dell’apparato in sotterraneo testimoniano l’elevato livello tecnologico delle infrastrutture tecniche e di sicurezza del Laboratorio del Gran Sasso.
La Collaborazione ICARUS è costituita da fisici di numerose sedi INFN e Dipartimenti universitari italiani (L’Aquila, LNGS, Milano, Napoli, Padova, Pavia) nonché da gruppi di fisici polacchi, americani e russi.
Per Roberto Petronzio, presidente dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ICARUS è un rivelatore che, per così dire, scatta delle foto ai neutrini con un livello altissimo di visualizzazione elettronica. Una versione ultramoderna delle prime camere a bolle che servivano per studiare i raggi cosmici.
Carlo Rubbia, portavoce e ideatore dell'esperimento sottolinea non ha dubbi, per lui ICARUS permetterà di studiare in modo innovativo ed originale le interazioni dovute ai neutrini, queste straordinarie particelle di fondamentale importanza per la conoscenza dell'Universo. I neutrini non sono una semplice copia delle particelle elementari, ma contengono delle caratteristiche uniche e ad essi specifiche. In particolare, i neutrini potrebbero essere la causa principale dell'esistenza della materia oscura, una delle più grandi scoperte degli ultimi anni. La materia oscura ci indica che ciò di cui siamo fatti, la materia adronica generata all'istante della cosmogenesi, non è la forma principale della materia dell'Universo. Tutt'altro, iI 95% dell' universo è ancora da scoprire!
ICARUS è un apparato innovativo perchè è in grado di ricostruire in 3D qualunque interazione di particelle al suo interno. La capacità di operare in un laboratorio sotterraneo con un apparato così grande e complesso costituisce un decisivo passo avanti verso la realizzazione di futuri esperimenti e testimonia l'elevatissimo livello della tecnologia utilizzata nei Laboratori del Gran Sasso.
ICARUS utilizza l'argon liquido per rilevare le tracce delle particelle ionizzanti prodotte dai raggi cosmici e dai neutrini. Questa tecnologia rappresenta concettualmente l’evoluzione della famosa camera a bolle, strumento costituito da un volume riempito con idrogeno o deuterio liquidi, in cui il passaggio delle particelle veniva rivelato fotografando le microbolle generate per ionizzazione. Le bolle permettevano di ricostruire con grande dettaglio le tracce delle particelle ionizzanti.
ICARUS è, invece, un rivelatore a fili immerso in 600 tonnellate di argon liquido che permette di registrare elettronicamente il passaggio delle particelle, leggendo le cariche elettriche rilasciate lungo la traccia dal processo di ionizzazione, con velocità estremamente maggiore rispetto alla camera a bolle , ma conservando la stessa risoluzione spaziale ed energetica. Questo rivelatore si può considerare a pieno titolo il capostipite di una nuova serie di apparati sempre più evoluti con cui osservare l’Universo per studiarne le componenti fondamentali.
