Installate con successo le prime 6 stringhe del rivelatore KM3Net-ARCA

La collaborazione internazionale KM3NeT sta costruendo un telescopio sottomarino dedicato alla misura dei neutrini provenienti dalle profondità dell’Universo. L’infrastruttura sarà divisa in due siti: KM3NeT-ARCA al largo di Capo Passero (Sicilia) a 3500 m di profondità e KM3NeT-ORCA al largo delle coste di Tolone (Francia) a 2500 m di profondità.

L’unità elementare del rivelatore è il “modulo ottico”, ossia una sfera con diametro di 43 cm dove vengono alloggiati 31 tubi fotomoltiplicatori, ossia misuratori di radiazione luminosa sensibili al tenue segnale prodotto dall’interazione dei neutrini in prossimità del rivelatore.

I moduli ottici sono organizzati in lunghe collane (650 m nel caso di KM3NeT-ARCA) dette “stringhe”, ciascuna delle quali ospita 18 moduli ottici. Complessivamente il rivelatore KM3NeT conterà 3 unità costitutive (1 per KM3NeT-ORCA, 2 per KM3NeT-ARCA) ciascuna composta da 115 stringhe, per un totale di quasi duecentomila unità di rivelazione.

Il sito italiano sarà dedicato primariamente a misure di interesse astrofisico quali la misura di neutrini di altissima energia da varie sorgenti, come il centro della nostra Galassia o lontani nuclei galattici attivi.

La campagna di installazione delle stringhe di KM3NeT-ARCA è iniziata lo scorso 7 aprile ed è durata 8 giorni. Nel porto di Malta le stringhe sono state caricate su di un rimorchiatore ed hanno raggiunto il sito di installazione dopo una navigazione di circa 9 ore. Nel corso delle operazioni sono state effettuate ispezioni sull’unica stringa già presente in acqua, è stato installato un nuovo modulo di connessione (il quale permette l’alimentazione delle stringhe e la trasmissione a terra dei dati) e sono state installate 5 nuove stringhe.

Al momento il rivelatore KM3NeT-ARCA conta 104 moduli ottici perfettamente funzionanti, i cui dati presto potranno essere utilizzati per rivelare i primi neutrini.

Costruire un così grande e complesso rivelatore richiede la collaborazione di un gran numero di scienziati e di esperi tecnici. La collaborazione KM3NeT, guidata fino allo scorso febbraio dal prof. Mauro Gino Taiuti dell’Università di Genova, conta 56 istituti di ricerca di 16 nazioni.

Importante è il contributo genovese tramite la partecipazione della Sezione di Genova dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e dell’Università degli Studi di Genova. Il Dipartimento di Fisica ospita infatti uno dei siti di integrazione del rivelatore di KM3NeT dove i moduli ottici vengono organizzati sotto forma di stringa e testati prima di essere installati in mare. Delle 5 stringhe coinvolte nell’ultima campagna marina, 3 sono state integrate nel laboratorio genovese, il quale ha contribuito anche con l’integrazione di altre 6 stringhe che saranno installate nelle successive campagne.

Ricercatori della Sezione INFN e dell’Università di Genova, coordinati da Vladimir Kulikovskiy e Matteo Sanguineti, si occupano anche di diversi studi per massimizzare la sensibilità del futuro rivelatore a potenziali sorgenti astrofisiche di neutrini e analizzano i dati per lo studio dei raggi cosmici.

Le sei linee installate includono sensori acustici utilizzati per ricostruire il posizionamento dinamico del rivelatore. Il gruppo di Genova sfrutta questi sensori anche per monitorare l’attività di cetacei nella zona.

Le prossime campagne di installazione sono previste nella prossima estate, ma il successo delle prime installazioni è molto incoraggiante. Questo è il primo passo che porterà alla costruzione del più grande telescopio sottomarino per neutrini al mondo.