Scienza

Nel CUORE del Gran Sasso il metro cubo più freddo dell'Universo

Nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso un metro cubo di materia solida è stato portato quasi allo zero assoluto: un record, anche di tecnologie.

Abbiamo un nuovo record da aggiungere al palmarès della ricerca italiana. Il team dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso che sta lavorando al progetto Cuore ha portato una struttura di rame di un metro cubo e 400 kg alla temperatura di 6 millikelvin. Il Kelvin (K) è una unità di misura delle temperature: 0 K equivale allo zero assoluto, ossia -273,15 °C. Con 6 millesimi di Kelvin, quella ottenuta al Gran Sasso è la temperatura più vicina allo zero assoluto mai raggiunta da un corpo di massa simile. I laboratori dell'Infn ( (l'Istituto nazionale di fisica nucleare) possono quindi vantarsi di avere ospitato per 15 giorni (tale è stata la durata dell'esperimento) il metro cubo più freddo dell'Universo.

A che cosa serve. Cuore, acronimo di Cryogenic Underground Observatory for Rare Events, è un esperimento a guida italiana che coinvolge 130 scienziati di diversi Paesi: Italia, Stati Uniti, Cina, Spagna e Francia. L'obiettivo del progetto è studiare le proprietà dei neutrini e, in particolare, un fenomeno raro chiamato decadimento beta doppio (DBD). Cuore è un rivelatore modulare progettato per lavorare in condizioni di ultrafreddo, ovvero a temperature di circa 10 millikelvin. La vera sfida è portare quindi allo stesso range di temperature l'intera struttura dei rivelatori che fanno parte di Cuore, che ha una massa di quasi due tonnellate.

Un criostato speciale. L'apparato, interamente finanziato dall'Infn, ha richiesto quasi dieci anni per essere realizzato e ha visto l'Università di Milano-Bicocca in prima linea nella sua progettazione. Il suo criostato (l'apparato di refrigerazione), spiega Angelo Nucciotti, docente di fisica nucleare dell’Università di Milano-Bicocca e responsabile della progettazione, «è unico al mondo non solo per dimensioni e potenza refrigerante ma anche perché, grazie all’utilizzo di materiali appositamente selezionati e di speciali tecniche costruttive, garantisce che l’esperimento si svolga in un ambiente con bassissimi livelli di radioattività. Una volta completo, il rivelatore sarà racchiuso in una copertura di piombo antico di età romana, un materiale caratterizzato da una radioattività intrinseca estremamente bassa che fungerà da schermo».

Un'altra particolarità del sistema criogenico di Cuore è la sua tecnologia, chiamata cryogen free, che non utilizza elio liquido in quanto risorsa non rinnovabile.

22 ottobre 2014 Sara Zapponi
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