Il Mediterraneo e la Sicilia: un laboratorio di accoglienza e scienza

Portopalo di Capo Passero -13 Dicembre 2014 ore 10:30  – Teatro Gozzo

Sabato 13 dicembre in occasione delle manifestazioni del semestre di Presidenza italiana del Consiglio dell’Unione Europea, si svolgerà al teatro di Portopalo di Capo Passero la Conferenza “Il Mediterraneo e la Sicilia: un laboratorio di accoglienza e scienza”.

Si discute su una nuova visione del ruolo della Sicilia e del Mediterraneo quale innovativo laboratorio per lo sviluppo di nuovi modelli di collaborazione tra la comunità scientifica europea e il territorio.

Il Mar Mediterraneo e la Sicilia stanno sperimentando forme nuove di accoglienza per la gestione dei migranti che arrivano attraverso le rotte del mare. Allo stesso tempo in Sicilia, a Capopassero di Portopalo, si sta realizzando una grande infrastruttura di ricerca a 3500 metri di profondità nel Mediterraneo: il telescopio per neutrini chiamato Km3NeT. Negli stessi luoghi e nelle stesse acque in cui migliaia di donne, bambini e uomini cercano di fuggire da guerre e miseria, una grande collaborazione europea guidata dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare sta realizzando un grande rivelatore sottomarino per studiare l’evoluzione del nostro universo.

Una sfida Internazionale

I Laboratori Nazionali del Sud dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare si sono fortemente impegnati, all’interno della collaborazione europea, affinché Portopalo diventasse il sito della collaborazione europea per la costruzione di una stazione di ricerca per la realizzazione di Km3NeT.

La realizzazione del progetto, dopo il positivo superamento delle numerose prove condotte nel corso di questi anni, è iniziata con la posa della prima torre sottomarina, ancorata a 3500 metri di profondità lo scorso mese di novembre, 80 km al largo di Portopalo. “È partita, dopo una accurata fase di studio e di superamento di notevoli difficoltà operative – dichiara Giacomo Cuttone, direttore dei LNS e responsabile del progetto – un’impresa scientifica e tecnologica di assoluto rilievo che rappresenta anche una opportunità di sviluppo per Portopalo e la Sicilia.

“Portopalo – continua Cuttone – è destinato a diventare in breve tempo il nuovo epicentro della ricerca europea e il punto di incontro della grande comunità di scienziati che collabora alla realizzazione di questo progetto. I dati acquisiti dai rivelatori del telescopio sottomarino, oltre allo studio dei neutrini di origine cosmica ed extragalattica, saranno di grande utilità anche in diversi ambiti disciplinari quali la geologia, la biologia marina, la vulcanologia e la sismologia. Nel nuovo contesto in cui il sistema di condivisione dei risultati della ricerca diventa accessibile a tutti attraverso l’open data, altre figure e organi istituzionali non necessariamente legati al mondo della ricerca, potranno liberamente avvalersi dei flussi di dati per lo svolgimento dei loro compiti”.

Portopalo e la Sicilia lanciano quindi all’Europa un nuovo modello di sviluppo e di cooperazione per i prossimi anni.

Partecipano:

On.le C. Carrozza già Ministro MIUR

On.le M. Giuffrida Membro Commissione Europea per lo Sviluppo Regionale

Sen. F. Bocchino Commissione Istruzione pubblica, Beni Culturali

On.le Giuseppe Berretta già Sotto-Segretario alla Giustizia

Prof. S.B. Caruso Assessore della Famiglia, Politiche Sociali e Lavoro

Sen. E. Bianco Sindaco di Catania e Presidente Distretto Sud-est Sicilia

Dott. G.F. Mirarchi Sindaco di Portopalo di Capo Passero

Prof. G.C. Garozzo Sindaco di Siracusa

Prof. F. Ferroni Presidente INFN

Prof. S. Gresta Presidente INGV

Dott. P. Favali INGV Coord. EMSO

Prof. G. Pignataro Rettore Università di Catania

Dott. G. Cuttone Direttore dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN 

Il progetto Km3Net

Nella sua configurazione finale l’esperimento sarà costituito da una ‘selva’ di un centinaio di strutture, che formeranno una griglia del volume di circa un chilometro cubo. Le torri fungeranno da supporto per decine di migliaia di sensori ottici (fotomoltiplicatori), ‘occhi’ elettronici sensibilissimi che formeranno un’antenna sottomarina in grado di rilevare la scia luminosa azzurrina (chiamata “luce Cherenkov”) prodotta dalle rare interazioni dei neutrini di origine astrofisica con l’acqua di mare. Il complesso di torri costituirà quindi un telescopio per neutrini cosmici di alta energia, che provengono dal centro della nostra galassia, dopo aver attraversato lo spazio profondo e tutta la Terra, portando con sé informazioni pressoché intatte sulle loro sorgenti.

Alla collaborazione internazionale Km3NeT, in cui l’Italia svolge un ruolo determinante con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, aderiscono Cipro, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Olanda, Regno Unito, Romania, Spagna. All’impresa partecipano nove gruppi dell’INFN (Bari, Bologna, Catania, Genova, LNF, LNS, Napoli, Pisa, Roma), in collaborazione e in sinergia con Istituti di ricerca geofisica, oceanografica di biologia marina (INGV, CNR, CIBRA, NURC). La collaborazione europea Km3NeT è stata supportata negli anni 2006-2012 anche da programmi di finanziamento europei. L’apparato installato costituisce il primo passo verso la realizzazione del nodo italiano del futuro telescopio per neutrini Km3NeT. La costruzione di una prima parte di questo nodo è già stata avviata grazie ad un finanziamento del MIUR su fondi del PON 2007-2013.

Perché sul fondo del mare

La peculiarità dei neutrini sta nella probabilità estremamente bassa di interagire con la materia: questa caratteristica consente loro di non essere assorbiti dalla radiazione di fondo e di attraversare imperturbati regioni che sono opache alla radiazione elettromagnetica, come l’interno delle sorgenti astrofisiche. Inoltre, essendo particelle neutre, non subiscono deflessioni causate dai campi magnetici galattici e intergalattici che impedirebbero di risalire alla direzione di provenienza. Il prezzo da pagare per osservare queste particelle così sfuggenti è la necessità di realizzare rivelatori di dimensioni enormi: le stime teoriche indicano che un telescopio per neutrini di alta energia debba avere un volume di almeno un chilometro cubo. Inoltre, per schermarsi dalla pioggia di radiazione cosmica che bersaglia la Terra, questi rivelatori devono essere installati in luoghi fortemente schermati. È però evidente che dispositivi di queste dimensioni non possono essere collocati in laboratori sotterranei. Una possibile soluzione, allora, è quella di utilizzare grandi volumi di un mezzo naturale, dotandolo di opportuni strumenti. In un mezzo trasparente, come l’acqua delle profondità marine o i ghiacci polari, è possibile rivelare la radiazione luminosa prodotta per effetto Cherenkov dalle particelle secondarie (muoni), che i neutrini generano interagendo con la materia. Una griglia di alcune migliaia di sensori ottici disposti in un volume di circa un chilometro cubo è in grado di rivelare la debole luce prodotta permettendo di ricostruire la traccia del muone. Poiché quest’ultimo ha una direzione sostanzialmente uguale a quella del neutrino che l’ha prodotto, la sua rivelazione permette di risalire anche alla direzione del neutrino e di conseguenza all’osservazione della sua sorgente. Inoltre, se poniamo il rivelatore nelle profondità marine (o dei ghiacci polari), la materia sovrastante funge anche da schermo contro il fondo di particelle cosmiche, che in superficie “accecherebbe” il rivelatore. L’acqua (o il ghiaccio) assolve, così, a un triplice compito: schermo protettivo dai raggi cosmici, bersaglio per l’interazione di neutrini e mezzo trasparente attraverso il quale si propaga la luce Cherenkov.

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