Il Dipartimento di Fisica dell'Università di Oxford svolgerà un ruolo fondamentale in una struttura scientifica globale di punta che potrebbe cambiare la nostra comprensione dell'universo.

Il Regno Unito sta investendo 65 milioni di sterline nell'iniziativa, che avrà sede negli Stati Uniti e potrebbe garantire la posizione della Gran Bretagna come partner di ricerca internazionale preferito.

Il ministro delle Università e della Scienza del Regno Unito, Jo Johnson, ha firmato oggi l'accordo con il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per investire la somma nella Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF) e nel Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). DUNE studierà le proprietà di misteriose particelle chiamate neutrini, che potrebbe aiutare a spiegare di più su come funziona l'universo e perché la materia esiste.

Lo Science and Technology Facilities Council (STFC) del Regno Unito gestirà gli investimenti del Regno Unito nella struttura internazionale, dando agli scienziati e agli ingegneri del Regno Unito la possibilità di assumere un ruolo di primo piano nella gestione e nello sviluppo del rivelatore di distanza DUNE e della linea di fasci LBNF e nello sviluppo dell'acceleratore PIP-II associato.

LBNF sarà il fascio di neutrini ad alta energia più intenso al mondo. Sparirà neutrini a 1300 km da Fermilab in Illinois verso i 70, Rilevatore DUNE da 000 tonnellate presso il Sanford Underground Research Facility (SURF) in South Dakota per studiare le oscillazioni dei neutrini. Una volta costruito, opererà per almeno 15 anni intraprendendo un ampio ed entusiasmante programma scientifico.

Professore Ian Shipsey, Capo della Fisica delle Particelle a Oxford, ha detto:'I neutrini sono la seconda particella più comune nell'universo e tuttavia oggi sappiamo di più sulla particella di Higgs scoperta di recente che sui neutrini. Molto di ciò che sappiamo, però, è stato meticolosamente ricostruito per molti anni in esperimenti sui neutrini molto intelligenti in cui i fisici di Oxford hanno svolto un ruolo di primo piano.

"Sono entusiasta che l'accordo appena firmato tra gli Stati Uniti e il Regno Unito consentirà a molti fisici del Regno Unito, compresi i miei brillanti colleghi di Oxford ed esperti di neutrini, il professor Giles Barr e il professor Alfons Weber, di continuare a conoscere meglio i neutrini attraverso la partecipazione a ciò che è probabilmente l'esperimento più ambizioso mai realizzato per studiarli'.

Prof. Alfons Weber, il Principal Investigator britannico del progetto, ha detto:'Questo è un sogno che si avvera. Abbiamo lavorato duramente negli ultimi anni per sviluppare le tecniche necessarie per poter costruire questo esperimento. I nostri partner nel nord si sono concentrati sulle strutture di lettura, mentre noi di Oxford abbiamo preso l'iniziativa nello sviluppo del sistema di acquisizione dati.

'Abbiamo un team eccellente che ha trovato soluzioni innovative. Questi rivelatori devono essere enormi poiché i neutrini interagiscono così raramente. Devi ottimizzare il costo in modo che possiamo costruire il più grande rilevatore possibile, ma allo stesso tempo deve essere abbastanza sensibile da poter ancora misurare queste deboli interazioni. Ora sto organizzando uno studio di progettazione per specificare il rivelatore vicino, che è uno strumento essenziale per caratterizzare il fascio di neutrini e le interazioni.'

Il Prof. Giles Barr ha guidato il gruppo di progettazione dell'acquisizione dati del progetto internazionale negli ultimi quattro anni. Sotto la sua guida, la collaborazione ha sviluppato i concetti per gestire il grande set di dati di questo 70, rivelatore da 000 tonnellate. Ha supervisionato la prima implementazione e test ed è ora fortemente coinvolto nella messa in servizio dell'ultimo prototipo in scala reale presso un raggio di prova al CERN. Commentando il suo ruolo nell'esperimento, ha detto:"È emozionante lavorare con persone sia a livello locale che internazionale che hanno l'esperienza e l'immaginazione per ottenere il massimo delle prestazioni da alcuni prodotti molto hi-tech, componenti elettronici moderni.

"Il rilevatore genererà oltre un TeraByte di dati grezzi ogni secondo per più di 20 anni ed è nostro compito trovare e conservare le parti dei dati che mostrano l'interazione dei neutrini nel rilevatore:"l'ago nel pagliaio".

La comunità di ricerca del Regno Unito è già un importante contributore alla collaborazione DUNE, con 14 università del Regno Unito e due laboratori STFC che forniscono competenze e componenti essenziali all'esperimento e alla struttura. Si va dall'obiettivo di produzione di neutrini ad alta potenza, i piani di lettura e i sistemi di acquisizione dati al software di ricostruzione.

Un aspetto che gli scienziati DUNE cercheranno sono le differenze di comportamento tra i neutrini e le loro controparti di antimateria, antineutrini, che potrebbe darci indizi sul perché viviamo in un universo dominato dalla materia - in altre parole, perché siamo tutti qui, invece di essere stato annientato subito dopo il Big Bang. DUNE osserverà anche i neutrini prodotti quando una stella esplode, che potrebbe rivelare la formazione di stelle di neutroni e buchi neri, e indagherà se i protoni vivono per sempre o eventualmente decadono, avvicinandoci alla realizzazione del sogno di Einstein di una grande teoria unificata.

L'esperimento DUNE attirerà studenti e giovani scienziati da tutto il mondo, contribuendo a promuovere la prossima generazione di leader nel settore e a mantenere la forza lavoro scientifica altamente qualificata in tutto il mondo.