Raggiunta una nuova fondamentale tappa verso il conseguimento degli obiettivi del Proton Improvement Plan-II (PIP-II), il piano di aggiornamento del Fermilab che, grazie alla realizzazione di un nuovo acceleratore lineare superconduttore, si prefigge di raddoppiare nel prossimo futuro l’energia dei fasci di particelle destinate a raggiungere i prossimi esperimenti del più grande laboratorio statunitense per lo studio della fisica delle alte energie, aprendo così la strada a nuove scoperte in questo settore. Venerdì 11 dicembre il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DoE) ha infatti formalmente approvato le finalità, le tempistiche e i costi del progetto, a cui l’INFN partecipa con un importante contributo, sia tecnologico, attraverso la costruzione di componenti essenziali per l’acceleratore, che scientifico, supportando con il proprio know how la progettazione di uno dei più importanti esperimenti che saranno ospitati presso il Fermilab, DUNE, collaborazione internazionale dedicata allo studio dei neutrini.
Il via libera del DoE arriva a nove mesi di distanza dall’inizio dei lavori di costruzione dell’acceleratore PIP-II, che, una volta operativo, rappresenterà il cuore del Fermilab. Con i suoi 215 metri di lunghezza, oltre a raggiungere energie del 60 % più elevate rispetto a quelle oggi ottenibili, la macchina sarà in grado di modulare la produzione dei fasci di protoni sulla base delle esigenze dei singoli esperimenti verso cui questi ultimi saranno indirizzati. “Per rendere possibile tutto ciò – spiega Carlo Pagani, responsabile del progetto per l’INFN – verrà utilizzata una avanzata tecnologia superconduttiva, alla cui implementazione l’INFN parteciperà attivamente fornendo l’insieme più critico delle cavità risonanti di niobio necessarie per fornire energia ai fasci di protoni di PIP-II. Tali componenti rappresentano il frutto delle competenze scientifiche e industriali italiane, poiché sono realizzati dal Laboratorio di Acceleratori e Superconduttività Applicata (LASA) dell’INFN e dell’Università Statale di Milano con il contributo dell’azienda italiana ZANON.”
Grazie alle sue capacità, PIP-II proietterà quindi la ricerca nel campo della fisica delle particelle nel futuro, con una particolare attenzione nei confronti dello studio dei neutrini, particelle sfuggenti su cui si concentrerà DUNE, che potrebbe aiutarci nella comprensione dell’evoluzione dell’universo. L’esperimento, a cui collaborano 30 paesi, si comporrà di due rivelatori sotterranei posti a 1300 chilometri di distanza, che avranno il compito di individuare le caratteristiche dei neutrini e delle loro trasformazioni nel tragitto dal Fermilab, dove fasci ad alta energia di queste particelle verranno prodotte usando il nuovo acceleratore superconduttore, al Sanford Underground Research Facilities nel South Dakota. “Entrambi i rivelatori, il Near Detector a Fermilab (ND) e il Far Detector a Sanford (FD) – illustra Sergio Bertolucci, responsabile nazionale di DUNE – si gioveranno di un decisivo contributo dell’INFN. Per il ND verranno infatti utilizzati il magnete e il calorimetro costruiti per l’esperimento KLOE ai Laboratori Nazionali di Frascati, mentre nel FD, che si basa sulla tecnologia sviluppata dal gruppo di Carlo Rubbia presso i Laboratori nazionali del Gran Sasso con ICARUS, l’INFN svolge un ruolo di primo piano nel sistema di raccolta della luce di scintillazione nell’Argon liquido”
“La forte presenza dell’INFN all’interno del progetto PIP-II e nella collaborazione Dune, che conta già 80 nostri ricercatori impegnati nella realizzazione dei due rivelatori dell’esperimento, – conclude Marco Pallavicini, membro della giunta esecutiva dell’INFN e fisico della collaborazione DUNE – è per noi una fonte di grande soddisfazione e dimostra la qualità del lavoro svolto dall’INFN negli anni.”
