La Cina ha compiuto un passo da gigante nel campo della fisica delle particelle, inaugurando ufficialmente il Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), il più grande e preciso rivelatore di neutrini al mondo. Un successo che vede anche una significativa collaborazione internazionale, con un ruolo di primo piano per l’Italia grazie all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

Dopo oltre un decennio di preparazione e costruzione, l’osservatorio ha completato il delicatissimo processo di riempimento della sua gigantesca sfera e ha iniziato a raccogliere dati, aprendo una nuova finestra sui misteri più profondi dell’universo.

Questo successo non è solo un trionfo ingegneristico, ma un momento cruciale che promette di svelare uno dei segreti più affascinanti della fisica moderna: l’ordine di massa dei neutrini.

Un Gigante Sotterraneo a Caccia di “Particelle Fantasma”

Situato a 700 metri di profondità nella provincia del Guangdong, il cuore di JUNO è una sfera acrilica dal diametro di 35,4 metri, riempita con 20.000 tonnellate di scintillatore liquido ultra-puro. Questa massa colossale è venti volte più grande di qualsiasi altro rivelatore di neutrini con scintillatore. La purezza del liquido e la precisione del sistema sono a livelli senza precedenti, necessari per catturare i flebili lampi di luce prodotti quando un neutrino interagisce con gli atomi.

Il JUNO è progettato per studiare gli antineutrini prodotti da due centrali nucleari vicine, la centrale di Taishan e quella di Yangjiang, situate a circa 53 chilometri di distanza. Questo permette agli scienziati di misurare con una precisione record le oscillazioni dei neutrini, ovvero il loro misterioso cambiamento di “sapore” o “identità” mentre viaggiano attraverso lo spazio.

L’Obiettivo: l’Ordine di Massa dei Neutrini

Il principale obiettivo scientifico di JUNO è determinare la gerarchia di massa dei neutrini. Anche se sappiamo che i neutrini hanno una massa (una scoperta premiata con il Nobel), non sappiamo se la terza massa è più pesante o più leggera della seconda. Capire questo ordine è fondamentale per formulare una teoria unificata delle particelle e per comprendere perché c’è più materia che antimateria nell’universo.

Ma JUNO non si fermerà qui. L’osservatorio fungerà da piattaforma multiuso per altri studi:

• Neutrini Solari e Atmosferici: Misurerà con precisione i neutrini provenienti dal Sole e dall’atmosfera.
• Neutrini da Supernovae: Se una supernova dovesse esplodere nella nostra galassia, JUNO sarebbe in grado di captare l’ondata di neutrini, fornendo dati inestimabili sull’evento.
• Decadimento Beta Doppio: Potrà anche cercare un rarissimo processo di decadimento che, se osservato, proverebbe che il neutrino è la sua stessa antiparticella.

La messa in funzione di JUNO è un evento storico per la fisica delle particelle. Rappresenta l’apice di una straordinaria collaborazione internazionale, che coinvolge oltre 700 ricercatori da 74 istituzioni in 17 paesi, incluso l’INFN italiano con le sue sezioni di Catania, Ferrara, Milano, Milano Bicocca, Padova, Perugia, Roma Tre e i Laboratori Nazionali di Frascati. Il suo lavoro nei prossimi decenni non solo risponderà a domande fondamentali, ma aprirà la strada a scoperte che oggi possiamo solo immaginare.