IL LABORATORIO NAZIONALE DEL GRAN SASSO di Luigi ALVIGGI

Ad Assergi (AQ) sorge il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso (LNGS), voluto dal prof. A. Zichichi nel lontano 1979 ed inaugurato nel 1987, attualmente diretto dal prof. Eugenio Coccia. La sua visita è un’esperienza estremamente interessante anche per chi è digiuno di nozioni profonde nel campo delle scienze fisiche. Giace sotto 1.400 metri di roccia, che costituiscono lo spessore della montagna nelle cui viscere è stato scavato ed è il più grande laboratorio sotterraneo del mondo. Con una così massiccia protezione risulta bassissimo il livello di radiazione proveniente dall’esterno, e si riducono di conseguenza le interferenze nocive per la corretta misurazione dei fenomeni che si vogliono studiare.
I tecnici di altissimo livello, italiani e stranieri, che lo frequentano, si definiscono “cacciatori di neutrini”. Difatti, la maggior parte degli esperimenti in corso nei tre giganteschi ambienti che costituiscono il nucleo del Laboratorio, indaga sulla reale natura di questa particella subatomica. Il neutrino fu ipotizzato nel 1930 dal fisico austriaco Wolfgang Pauli, e battezzato da Enrico Fermi: neutro e piccolo, dunque neutrino. Indagare sui neutrini ci dirà come realmente è fatto l’universo e come esso finirà, non tra poco, rassicuratevi!

Senza entrare in dettagli astrusi, diciamo che il neutrino è una particella priva di carica elettrica, di massa piccolissima, di cui ne esistono tre diversi tipi (o “sapori”, come anche vengono chiamati). Sono innumerevoli: in ogni secondo sulla terra in un centimetro quadrato di superficie arrivano circa 60 miliardi di neutrini (per la massima parte provenienti dal sole), che passano senza problemi attraverso la materia. Gli esperimenti più importanti in corso nel LNGS indagano, appunto, la natura dei neutrini solari, ma quello di maggior richiamo riguarda le oscillazioni tra i diversi sapori per un fascio di neutrini generato dal grande acceleratore di particelle di Ginevra (CERN), alla distanza di 732 km che i neutrini percorrono in soli 0,003 secondi.
Di questo si occupa l’esperimento OPERA, basato su un gigantesco rivelatore costituito da strati alterni di blocchi di materiale passivo molto denso (piombo) e di fogli rivestiti da una emulsione chimica che segnala i fenomeni di interesse. Il tutto per un peso di circa 2.000 tonnellate.
Si indaga nell’LNGS anche sulle WIMP, particelle sconosciute che formerebbero la cosiddetta “materia oscura”, cioè la gran quantità di massa “mancante” (circa un terzo?) nell’universo, e che dovrebbero essere “viste” attraverso le interazioni con normali atomi.

Un altro grande esperimento ha nome BOREXINO ed utilizza una massa-bersaglio di circa 100 tonnellate di un gasolio speciale racchiuso in un gigantesco pallone di nylon, a sua volta immerso in altro gasolio. Il tutto è contenuto in una sfera di acciaio di 14 metri di diametro al cui interno trovano posto anche i sensori dell’azione dei neutrini che interagiscono col bersaglio. Il grado di purezza dei vari costituenti il sistema deve essere enorme per non alterare il valore dei risultati.
È curioso sapere che nell’esperimento CUORICINO la schermatura dei sensori viene effettuata con lastre di piombo ricavate dai lingotti recuperati da una nave romana affondata circa 2.000 anni fa. La ragione di tale scelta è che il piombo rimasto sotto uno spesso strato di acqua per tanti secoli contiene in sé una bassissima quantità di atomi radioattivi, al contrario di quello di uso normale, e questo è utilissimo sempre al fine di garantire al massimo la precisione delle misure effettuate nell’esperimento.
Accenniamo ancora all’ LVD (Large Volume Detector = Rivelatore a grande volume) che è stato progettato per studiare i neutrini a bassa energia provenienti da lontanissimi collassi stellari. L’indagine si basa sullo scintillio provocato da tali particelle in un materiale speciale a base di spirito, anche questo in quantità enorme. Il volume globale del rivelatore sfiora i 1.300 metri cubi.

I progetti già portati a termine e quelli in sviluppo nel Laboratorio del Gran Sasso sono davvero numerosi. Questa struttura ha come pregio esclusivo due punti di forza ineguagliabili: lo scarsissimo inquinamento provocato da agenti esterni (nello specifico quelli di provenienza astralwe) e la possibilità di realizzare apparati di dimensioni difficilmente ottenibili altrove (per massimizzare il numero delle interazioni neutrini-materia).
Tali fattori, uniti alle grandissime perizia ed esperienza degli scienziati che vi lavorano, hanno portato e porteranno a risultati di straordinario valore, contribuendo a tener alto il valore della ricerca italiana nel mondo in un campo basilare anche per i futuri sviluppi tecnologici.