L'AQUILA. Un cuore di ghiaccio batte nelle viscere del Gran Sasso. E’ una tonnellata di rivelatori sospesa all'interno del frigorifero più freddo del mondo, forse dell'universo, concepito per studiare le proprietà dei neutrini, quindi i segreti della materia. Fa effetto trovarsi di fronte a un gigante di 741 chili, avvolto da uno scudo protettivo simile a un enorme bicchiere, realizzato grazie alla fusione di lingotti di piombo provenienti da un relitto affondato nel I secolo a.C., e privi di radioattività. Si presenta così l'esperimento “Cuore”, acronimo di Cryogenic underground observatory for rare events, inaugurato ieri nei Laboratori di fisica nucleare del Gran Sasso. Il rilevatore, realizzato con una tecnologia basata su cristalli cubici ultrafreddi di tellurite, rappresenta il metro cubo più freddo al mondo, con -273,15 gradi Celsius, appena 10 millesimi di grado sopra lo zero assoluto. Per cinque anni l'esperimento di fisica nucleare andrà a caccia del decadimento beta senza emissione di neutrini. Che cosa significa? Determinare la massa dei neutrini e fornire una spiegazione alla prevalenza della materia sull'antimateria. Così dicono gli scienziati. Cerchiamo quindi di saperne di più.
GIGANTE FREDDO. Dodici anni di preparazione per l'allestimento. «Cuore rappresenta un'incredibile sfida tecnologica il cui successo apre la strada a sviluppi impensabili fino a pochi anni fa», dichiara Carlo Bucci, responsabile nazionale Infn, «grazie alle sue eccezionali caratteristiche è uno dei luoghi più freddi dell'universo».
Lo zero assoluto ferma qualunque tipo di particella: l’equilibrio dinamico chimico si trasforma – dicono gli esperti – in equilibrio statico. Ed è così possibile studiare anche i neutrini che, in condizioni normali, sono in continuo movimento. L’esperimento svela i segreti della materia.
LINGOTTI DA GALEA. Entrare idealmente all'interno dell'esperimento è come immergersi in un grande cuore di ghiaccio costituito da 19 torri contenenti 988 cristalli di ossido di tellurio, uno dei pochi isotopi in grado di generare – dicono i tecnici – il doppio decadimento beta. All'interno del rivelatore è stato posizionato uno scudo protettivo realizzato con la fusione di lingotti di piombo recuperati da una nave romana affondata oltre 2mila anni fa al largo delle coste della Sardegna. Il piombo contiene un isotopo figlio della radioattività naturale, che ha una vita media di 22 anni. Ma l'esperimento, assicurano, lavora in condizioni di estrema purezza e bassissima radioattività.
CACCIA APERTA. I primi test, durati due mesi, hanno già dato esito positivo sul funzionamento di Cuore. «Un'avventura straordinaria», il commento di Ettore Fiorini, fisico dell'Infn che per primo ha proposto il progetto nel 1998, «l'idea di utilizzare rivelatori termici per la fisica del neutrino ha richiesto decenni di lavoro. L'esperimento punta a risolvere un mistero che dura da 80 anni, ovvero che una particella possa essere uguale alla sua antiparticella, come dice la teoria di Ettore Majorana». E da fisico, Fiorani commenta: «Noi siamo fatti di materia, ma non vediamo il corrispettivo di antimateria».
PATTO INTERNAZIONALE. Frutto di una collaborazione internazionale tra Italia e Stati Uniti, con l'Istituto nazionale di fisica nucleare e il Department of energy, il più grande ente americano finanziatore di progetti scientifici, all'esperimento Cuore lavorano 150 scienziati di tutto il mondo. Il criostato, ovvero l'apparecchiatura che consente di mantenere la temperatura interna a livelli bassissimi, è protetto dalla pioggia di particelle che provengono dal cosmo, sia dallo schermo di piombo che lo circonda, sia dai 1.400 metri di roccia del Gran Sasso.
NEUTRINO DI MAJORANA. «Dal punto di vista della fisica», rileva Oliviero Cremonesi, responsabile scientifico del progetto, «Cuore potrebbe risolvere l’enigma della teoria di Majorana (il grande fisico italiano misteriosamente scomparso nel 1938, ndc)». Ma qui entriamo nei temi più complessi della fisica che cerca di comprendere il mistero della simmetria cosmica tra particelle e antiparticelle che non vediamo. Anche questo si studia nel cuore del Gran Sasso.