XENON

Il modello dell’Universo che emerge dalle osservazioni astronomiche lo descrive come composto dal 4% di materia ordinaria, 74% di energia oscura e 22% di materia oscura.

La materia oscura potrebbe essere costituita da partcelle chiamate WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), sopravvissute dal Big Bang. I WIMPs sono una nuova forma di materia che non è ancora stata osservata.

I WIMPs possono urtare il nucleo di un atomo appartenente ad un rivelatore installato sulla Terra mentre quest’ultima attraversa lo spazio occupato dai WIMP. Questo evento produrrebbe un segnale rivelabile. L’esperimento Xenon, come altri esperimenti progettati per la rivelazione diretta della materia oscura nel mondo, adotta questa tecnica..

Attivita’ di ricerca

L’esperimento Xenon impiega xenon liquido come rivelatore. L’alta densità (~3 g/cm3) e l’alto numero atomico (A~131) permette di costruire rivelatori compatti in cui la parte esterna scherma efficientemente la parte piu interna (volume fiduciale). La misura simultanea della ionizzazione e della scintillazione prodotta dall’interazione delle particelle nello xenon liquido permettono di distinguere I segnali di tipo “WIMP” dai segnali di fondo.
Attualmente, il rivelatore XENON100 è in funzione presso I laboratori sotteranei del Gan Sasso impiegando più di 100 kg di xenon liquido ed è circa 10 volte più grande del suo predecessore XENON10.

Il rivelatore XENON100 è una XeTPC (Time Projection Chamber), in grado di ricostruire il vertice dell’interazione, in cui il volume di xenon liquido è osservato da 178 fototubi (PMs) disposti in due matrici, al fine di rivelare simultaneamente il segnale di scitillazione primaria (S1) e la ionizzazione, per mezzo del meccanismo di scintillazione proporzionale (S2).
Nel 2012 l’esperimento Xenon ha pubblicato i risultati ottenuti analizzando i dati acquisiti durante 224.6 giorni di funzionamento. Nessuna evidenza di interazioni di WIMPS è stata trovata ed è quindi stato determinato un limite superiore al verificarsi di tali eventi solo recentetemente superato.

La collaborazione XENON sta attualmente realizzando XENON1T, un rivelatore con ~ 2.2 t di xenon liquido, all’interno di un rivelatore Cerenkov ad acqua con funzione di schermo attivo, che sara’ funzionante il prossimo anno.

Per maggiori informazioni, articoli, foto, visitare il sito ufficiale di XENON: http://xenon.astro.columbia.edu/