Italia e Stati Uniti insieme per il nuovo acceleratore PIP-II al Fermilab

Un momento molto prolifico per gli acceleratori di particelle: dopo la presentazione del Conceptual Design Report del del Circular Electron-Positron Collider (CECP) cinese ad Agosto, ora Italia e Stati Uniti firmano l’accordo internazionale di collaborazione scientifica e tecnologica per la realizzazione del Proton Improvement Plan-II (PIP-II).

Cos’è PIP-II?
Un acceleratore lineare di particelle: questo strumento, una volta fornitogli un fascio di protoni, gli fornirà energia grazie a delle cavità superconduttrici a radio frequenza (SRF) fino a farli arrivare ad 8 mega elettronvolt. Il fascio verrebbe poi portato nel Boosting Accelerator, in grado di aumentare l’energia dei protoni di un fattore dieci, portandola a 8 miliardi di elettronvolt prima di farli collidere con i bersagli.

Durante la collisione parte dell’energia si può trasformare in nuove particelle e PIP-II si propone di creare principalmente neutrini da indirizza al Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE (noi fisici siamo sempre molto bravi a trovare acronimi), un esperimento in costruzione il cui obiettivo sarà studiare attentamente l’oscillazione dei neutrini e determinarne la massa.

Il grande problema è che i neutrini, essendo soggetti solo alla forza nucleare debole (la responsabile dei decadimenti β, per intenderci), interagiscono con le altre particelle molto raramente: riescono a trapassare la Terra da parte a parte senza nessun problema, il ché li rende molto difficili da rivelare.

Se da una parte l’esperimento DUNE prevede un volume sensibile di circa 40 mila tonnellate di argon, dall’altra c’è bisogno di un fascio contenente moltissimi neutrini per vedere qualche evento: PIP-II si propone di risolvere questo problema producendo il fascio di neutrini più intenso di sempre.

Se DUNE è ancora un prototipo (Proto-DUNE) e sta andando incontro a tutti i test del caso prima di essere installato alla Sanford Underground Research Facility, anche per PIP-II c’è ancora da lavorare: la collaborazione internazionale che vedeva già tra le sue fila India, Regno Unito e Francia insieme a molti altri laboratori, conta infatti di finire i lavori necessari per l’inizio della prossima decade.