Uno studio a cui ha collaborato l’Università dell’Aquila, presentato al workshop internazionale IDM Identification of Dark Matter 2024 che si è svolto all’Aquila questa settimana, nella sede del Gran Sasso Science Institute, apre un nuovo capitolo nel campo della rivelazione diretta della materia oscura.
Con questa misura, infatti, XENONnT inizia a esplorare la cosiddetta “nebbia di neutrini”, ossia a essere sensibile anche a quei segnali prodotti dalle interazioni dei neutrini con la massa sensibile dell’esperimento. Interazioni che rappresentano un rumore di fondo importante perché può imitare i segnali tipici della materia oscura.
E’ quindi fondamentale misurare bene questa componente, per poter poi osservare i segnali di materia oscura in aggiunta ad essi.
Il processo osservato
I neutrini prodotti nel Sole possono interagire con i nuclei degli atomi di xenon del bersaglio di XENONnT tramite un processo chiamato diffusione elastica coerente neutrino-nucleo (CENS). Questo processo, compreso dal modello standard e previsto nel 1974, era stato però misurato per la prima volta solo nel 2017, a causa dei rinculi a energia molto bassa e della natura sfuggente dei neutrini, grazie all’esperimento COHERENT che aveva osservato i neutrini ad alta energia prodotti dalla Spallation Neutron Source a Oak Ridge, in Tennessee. Il risultato ottenuto ora da XENONnT segna dunque la prima misura del processo CENS realizzata osservando neutrini di origine astrofisica, in particolare prodotti nei processi che avvengono nel nucleo del Sole e che coinvolgono l’elemento del boro. XENONnT, il cui obiettivo scientifico è la ricerca della materia oscura, si aggiunge così alla lista degli esperimenti in grado di osservare i neutrini solari, che tipicamente sono rivelatori di masse da 10 a 500 volte più grandi.
Il contributo UnivAQ
I professori Carla Macolino e Alfredo Davide Ferella, del Dipartimento di Scienze Fisiche e Chimiche dell’Università degli studi dell’Aquila sono componenti storici della collaborazione sperimentale. Il gruppo è piuttosto attivo e dinamico e lavora in collaborazione con i ricercatori del laboratorio del Gran Sasso; è formato da dodici ricercatori, fra personale ricercatore, dottorandi e laureandi e gioca un ruolo centrale nell’analisi dati dell’esperimento. È inoltre impegnato in attività di ricerca e sviluppo su nuove tecnologie da utilizzare in rivelatori futuri e ancora più sensibili di XENONnT.