Ha vissuto in due paesi diversi, e sta per farsi strada verso un terzo. È la macchina più grande del suo genere, progettato per trovare particelle estremamente sfuggenti e dirci di più su di loro. La sua tecnologia pionieristica è il modello per alcuni degli esperimenti scientifici più avanzati al mondo. E questa estate, viaggerà attraverso l'Oceano Atlantico verso la sua nuova casa (e la sua nuova missione) presso il Fermi National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Si chiama ICARUS, e puoi seguire il suo viaggio per terra e per mare con l'aiuto di una mappa interattiva sul sito del Fermilab.

Il rilevatore ICARUS misura 18 metri (60 piedi) di lunghezza e pesa 120 tonnellate. Ha iniziato la sua vita scientifica sotto una montagna presso il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) nel 2010, registrare i dati da un fascio di particelle chiamate neutrini inviato dal CERN, Il più importante laboratorio europeo di fisica delle particelle. Il rilevatore è stato spedito al CERN nel 2014, dove è stato aggiornato e rinnovato in preparazione per il suo viaggio all'estero.

Quando arriva al Fermilab, l'enorme macchina prenderà il suo posto come parte di una suite di tre rivelatori dedicati alla ricerca di un nuovo tipo di neutrino oltre ai tre che sono stati trovati. Alla scoperta di questo cosiddetto neutrino "sterile", dovrebbe esistere, riscriverebbe l'immagine degli scienziati dell'universo e delle particelle che lo compongono.

"Chiudere la questione dell'esistenza o meno dei neutrini sterili è un importante obiettivo scientifico, e ICARUS ci aiuterà a raggiungere questo obiettivo, " ha affermato il direttore del Fermilab Nigel Lockyer. "Ma è anche un passo significativo nel piano di Fermilab di ospitare una struttura di neutrini davvero internazionale, con l'aiuto dei nostri partner in tutto il mondo."

Primo, però, il rilevatore deve arrivarci. La prossima settimana inizierà il suo viaggio dal CERN di Ginevra, Svizzera, in un porto di Anversa, Belgio. Da lì il rivelatore, separato in due pezzi identici, viaggerà su una nave per Burns Harbour, Indiana, negli Stati Uniti, e da lì sarà condotto in camion al Fermilab, un pezzo alla volta. Il viaggio completo dovrebbe durare circa sei settimane.

Una mappa interattiva sul sito web del Fermilab (IcarusTrip.fnal.gov) seguirà il viaggio del rilevatore ICARUS, e Fermilab, I canali social del CERN e dell'INFN documenteranno il viaggio utilizzando l'hashtag #IcarusTrip. Il rilevatore stesso sfoggerà uno striscione distintivo, e i membri del pubblico sono incoraggiati a scattare foto e pubblicarle sui social media.

Una volta consegnato il rivelatore ICARUS al Fermilab, sarà installato in un edificio recentemente completato e riempito con 760 tonnellate di argon liquido puro per iniziare la ricerca di neutrini sterili.

L'esperimento ICARUS è un ottimo esempio della natura internazionale della fisica delle particelle e della cooperazione reciprocamente vantaggiosa che esiste tra i laboratori di fisica del mondo. Il rivelatore utilizza la tecnologia di proiezione temporale dell'argon liquido - essenzialmente un metodo per scattare un'istantanea 3D delle particelle prodotte quando un neutrino interagisce con un atomo di argon - che è stato sviluppato dalla collaborazione ICARUS e ora è la tecnologia scelta per l'internazionale Esperimento di neutrini sotterranei profondi (DUNE), che sarà ospitato dal Fermilab.

"Più di 25 anni fa, Il premio Nobel Carlo Rubbia ha avviato uno sforzo visionario con l'aiuto e le risorse dell'INFN per utilizzare l'argon liquido come rivelatore di particelle, con la potenza visiva di una camera a bolle ma con la velocità e l'efficienza di un rilevatore elettronico, " ha detto Fernando Ferroni, presidente dell'INFN. "Una lunga serie di passaggi ha dimostrato la potenza di questa tecnologia che è stata scelta per il gigantesco esperimento futuro DUNE negli Stati Uniti, portando le 760 tonnellate di argon per ICARUS a 70, 000 tonnellate per DUNE. Intanto, ICARUS sarà al centro di un esperimento al Fermilab alla ricerca della possibile esistenza di un nuovo tipo di neutrino. Lunga vita a ICARO!"

Il contributo del CERN all'ICARUS, portando il rivelatore in linea con le ultime tecnologie, amplia la partecipazione del rinomato laboratorio europeo al programma sui neutrini del Fermilab. È il primo programma di questo tipo a cui il CERN ha contribuito negli Stati Uniti. Il Fermilab è il fulcro della partecipazione degli Stati Uniti all'esperimento CMS sul Large Hadron Collider del CERN, e la partnership tra i laboratori non è mai stata così forte.

ICARUS sarà il più grande dei tre rivelatori di neutrini ad argon liquido al Fermilab alla ricerca di neutrini sterili. Il più piccolo, MicroBooNE, è attivo e raccoglie dati da più di un anno, mentre il terzo, il rivelatore di neutrini a base breve, è in costruzione. I tre rilevatori dovrebbero essere tutti operativi entro il 2019, e le tre collaborazioni includono scienziati di 45 istituzioni in sei paesi.

Le conoscenze acquisite utilizzando la suite di tre rivelatori saranno importanti nello sviluppo dell'esperimento DUNE, che sarà il più grande esperimento di neutrini mai costruito. L'impianto internazionale di neutrini a base lunga (LBNF) fornirà un intenso fascio di neutrini a DUNE, inviando le particelle a 800 miglia attraverso la Terra dal Fermilab al grande, rivelatore profondo un miglio presso la struttura di ricerca sotterranea di Sanford nel South Dakota. DUNE consentirà una nuova era della scienza dei neutrini di precisione e potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione di queste particelle e del loro ruolo nell'universo.

La ricerca e sviluppo sull'esperimento è in corso, con prototipi di rivelatori DUNE in costruzione al CERN, e la costruzione di LBNF inizierà quest'anno in South Dakota. Uno studio dell'Anderson Economic Group, LLC, commissionato da Fermi Research Alliance LLC, che gestisce il laboratorio per conto del DOE, prevede un significativo impatto positivo del progetto sulla produzione economica e sui posti di lavoro in South Dakota e altrove.