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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

Riccardo Brugnera 2017È l’italiano Riccardo Brugnera il nuovo responsabile (spokesperson) della collaborazione internazionale GERDA, impegnata nell’omonimo esperimento, dedicato alla ricerca del decadimento doppio beta senza neutrini, in corso ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN. Brugnera, che rimarrà in carica tre anni, succede a Bernhard Schwingenheuer del Max Planck Institut für Kernphysik di Heidelberg.
“Eredito dal mio predecessore un esperimento in perfetta salute, - commenta Riccardo Brugnera - completamente rinnovato dopo un ambizioso upgrade che lo ha portato ad abbattere gli eventi di fondo di un fattore 10 rispetto alla fase precedente”. “Adesso lo scopo principale del nostro lavoro sarà raccogliere il frutto di tanto sforzo: raccogliere cioè ottimi dati con elevata efficienza, in modo da confermarci nei prossimi anni un esperimento leader a livello mondiale nel nostro settore di ricerca”. “Nel contempo, però, stiamo già pensando a ulteriori miglioramenti che servano nell’immediato a GERDA, ma che aiutino anche i futuri progetti di esperimenti con più elevata sensibilità”, conclude il novo spokesperson.

Riccardo Brugnera è nato a Venezia e si è laureato a Padova nel 1987, con una tesi che riguardava il trigger e la misura dei ‘tempi di volo’ dell’esperimento NN2 a Grenoble, esperimento dedicato alla ricerca delle oscillazioni neutrone-antineutrone. Nel 1991 ha conseguito il dottorato sempre a Padova con una tesi sulla misura della funzione di distribuzione dei gluoni nel protone, con l’esperimento ZEUS all’acceleratore HERA.  Nell’esperimento ZEUS ha contribuito alla costruzione, al collaudo e al successivo mantenimento dei rivelatori per l’identificazione dei muoni. Ricercatore universitario dal 1991 è professore associato dal 2006 presso l’Università di Padova. Si è dedicato dapprima alla fisica nelle collisioni elettrone-protone al collisore HERA, studiando la produzione elastica e inelastica dei mesoni J/. In seguito ha volto il suo interesse alle oscillazioni di neutrini partecipando all’esperimento OPERA ai Laboratori INFN del Gran Sasso. In questo esperimento ha contribuito alla costruzione dei rivelatori RPC, che equipaggiavano gli spettrometri magnetici. Dal 2008 fa parte dell’esperimento GERDA ai LNGS, dove si è occupato dello slow control generale dell’esperimento, e ha partecipato alla caratterizzazione dei suoi nuovi rivelatori. Dal 2014, per tre anni, è stato chair del Collaboration Board di GERDA. Dal 2015 è membro dell’esperimento JUNO in Cina.

GERDA (GERnanium Detector Array) è un esperimento dedicato alla ricerca di un fenomeno rarissimo, ancora mail osservato: il doppio decadimento beta senza emissione di neutrini. Per le sue ricerche, GERDA utilizza un isotopo del Germanio, il 76Ge. Nel doppio decadimento beta senza neutrini avviene la simultanea trasformazione di due neutroni in due protoni e due elettroni. Non ci sono leptoni nello stato iniziale, ma ve ne sono due in quello finale. La sua osservazione pertanto mostrerebbe che il numero leptonico totale, una simmetria accidentale della teoria del Modello Standard, è violata dalla natura. Il processo pertanto ha la stessa importanza delle ricerche sulla violazione del numero barionico (il decadimento del protone, per esempio). L’interpretazione standard del decadimento lo vede mediato da neutrini massivi di Majorana: pertanto la sua osservazione proverebbe la natura di Majorana del neutrino e un metodo per determinare la massa assoluta dei neutrini.
GERDA si fonda su un concetto nuovo di rivelazione del doppio decadimento beta: i rivelatori a Germanio, arricchiti nell’isotopo doppio beta attivo 76, sono immersi “nudi” entro un criostato contenente argon liquido. Il sistema di sospensione dei rivelatori, i cavi di segnale e di alta tensione e l’elettronica sono stati scelti e costruiti in modo da minimizzare il loro contributo in termini di eventi di fondo (radioattività). Il criostato è a sua volta immerso in un grande serbatoio riempito di acqua ultrapura che serve da moderatore e assorbitore di neutroni e come rivelatore di raggi cosmici. Inoltre, tutta una serie di tagli basati sulla pulse shape discrimination, la lettura della luce di scintillazione dell’argon liquido e l’anticoincidenza tra rivelatori permette di ridurre fortemente gli eventi di fondo. Attualmente GERDA ha il fondo più basso nella regione attorno a dove dovrebbe trovarsi il segnale rispetto a tutti gli esperimenti che usano altri isotopi.