Cosa sappiamo del tunnel nel cuore della Terra, potrebbe risolvere i più grandi misteri dell'Universo

Già da alcuni anni ha preso il via un progetto ambizioso che, tuttavia, non vedrà la luce ancora per parecchio tempo: si tratta di un esperimento che, grazie alla realizzazione di un tunnel al di sotto della superficie terrestre, permetterà agli scienziati di scoprire qualche informazione in più sui neutrini, le misteriose “particelle fantasma”. Dal loro studio, potremmo finalmente risolvere alcuni dei più grandi misteri dell’Universo. Ecco cosa sappiamo.

L’esperimento DUNE, un progetto ambizioso

Lo hanno chiamato progetto DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), ed è condotto dagli scienziati del Fermilab del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti. È un esperimento decisamente ambizioso – e costoso, dal momento che si stima una spesa di almeno 3 miliardi di dollari – che potrà fare luce su alcuni grandi misteri irrisolti dell’Universo. Come si svolgerà? In una prima fase, già portata a termine, da un’ex miniera d’oro nel South Dakota sono state estratte 800mila tonnellate di roccia. Ne sono risultati tre tunnel lunghi circa 1.300 km in totale, nonché alti a sufficienza per ospitare un palazzo di sette piani.

Ora i ricercatori stanno costruendo alcuni dei più grandi rilevatori di neutrini esistenti al mondo: il primo sarà pronto probabilmente entro la fine del 2028, mentre il secondo diventerà operativo l’anno seguente. Ci vorranno poi ancora un paio d’anni affinché gli scienziati possano mettere in piedi la parte finale dell’esperimento, realizzando il fascio di neutrini che attraverserà il tunnel sotterraneo, partendo dagli acceleratori di particelle situati al Fermilab fuori Chicago, nell’Illinois, per arrivare ai rilevatori del Sanford Underground Research Facility, in South Dakota.

Il tunnel scavato sotto la superficie terrestre servirà dunque a studiare come si comportano i neutrini, le misteriose “particelle fantasma” più leggere degli elettroni e prive di carica elettrica, per questo in grado di attraversare qualsiasi materiale che incontrano senza interagirci. Sono particelle estremamente sfuggenti, che potrebbero però svelarci alcuni grandi misteri dell’Universo. Questo esperimento è dunque particolarmente importante e unico nel suo genere, perché mai prima d’ora un fascio di neutrini è stato analizzato in un percorso così lungo.

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Cosa potremmo scoprire con il progetto DUNE

Ci si aspetta che i neutrini, durante questo lungo viaggio, compiano numerose oscillazioni. Gli scienziati hanno infatti scoperto che esistono tre tipi di neutrini, e che ciascuna particella può trasformarsi in ognuno di questi tipi attraverso un fenomeno conosciuto come “oscillazione”. Studiare in che modo i neutrini si comportano nei 1.300 km di percorso sotterraneo – i ricercatori hanno deciso di scavare i tunnel al di sotto della superficie terrestre per evitare che le particelle cariche del Sole possano interferire con l’esperimento – potrà aiutare i ricercatori a rispondere ad alcune domande fondamentali sull’Universo.

La prima riguarda il motivo per cui, dopo il Big Bang (fenomeno che ha dato origine a quantità quasi uguali di materia e antimateria), è stata la materia a prendere il sopravvento: perché non abbiamo invece un Universo composto di antimateria? Gli scienziati vorrebbero poi comprendere cosa accade quando una stella collassa su se stessa: i rilevatori di neutrini, una volta divenuti operativi, potranno registrare i dati provenienti dalla prossima esplosione di una supernova, permettendoci di scoprire qualche dettaglio in più su questo fenomeno spaziale. Infine, un ultimo obiettivo consiste nel cercare la “firma” del decadimento dei protoni, un evento teoricamente possibile, ma mai osservato finora per via dei tempi lunghissimi (si parla di miliardi di anni) necessari al suo compimento.