L’AQUILA. Si chiama “Cosinus” il nuovo esperimento per la ricerca diretta di materia oscura che ha da poco ricevuto il via libera nei laboratori nazionali del Gran Sasso e che vedrà in prima fila quattro scienziati del Gssi (Gran Sasso Science institute): Natalia Di Marco (responsabile italiana del progetto), Fernando Ferroni, Lorenzo Pagnanini, Andrei Puiu.
«Questa ricerca si propone di contribuire ad aggiungere un importante tassello nel panorama mondiale delle conoscenze», afferma la responsabile Di Marco. Cosinus vuole identificare l’interazione di una particella di materia oscura in un cristallo scintillante di ioduro di sodio. L’idea alla base è di portare il cristallo di ioduro di sodio a temperature prossime allo zero assoluto (-273°C). L’energia rilasciata da una particella all’interno del cristallo determina un lievissimo incremento di temperatura del sistema che può essere misurato mediante l’utilizzo di uno speciale termometro. Combinando le misure di luce e calore è possibile distinguere chiaramente le particelle di materia oscura da quelle di materia ordinaria. «La quantità di luce di scintillazione prodotta dal passaggio di particelle all’interno del cristallo differisce a seconda dalla natura della particella stessa», spiega Puiu. «Il nostro sensore di temperatura è stato sviluppato a partire da quello utilizzato in un altro esperimento». È sotto i 1400 metri di roccia del massiccio del Gran Sasso, che verrà costruito l’apparato sperimentale. La costruzione dell’esperimento avverrà nel corso del 2021, l’inizio della presa dati è atteso nel 2022 e i primi risultati sperimentali nel 2023. L’apparato consiste in un cilindro di 7 metri di altezza e 7 di diametro, riempito di acqua ultra-pura e ospitante al centro un criostato in grado di portare i cristalli di ioduro di sodio a -273°C. La realizzazione dell’esperimento avverrà grazie all’impegno della Max Planck Society (Germania), che contribuisce al progetto con un finanziamento di 3 milioni di euro, dell’Istituto nazionale di fisica nucleare con in particolare i laboratori del Gran Sacco che contribuiscono sia in termini di risorse che di infrastrutture in Italia, e dell’Istituto Hephy in Austria. Alla Collaborazione si è recentemente unito l’Helsinki institute of physics (Finlandia).