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Quark strani allo specchio

Fig. 1: Il RICH installato in CLAS12

Il primo modulo di un rivelatore, chiamato RICH (Ring Imaging CHerenkov), che sfrutta l’emissione di luce altamente direzionale generata dal passaggio in materiali trasparenti (radiatori) da particelle che in quel mezzo si propagano con velocità di fase maggiore di quella della luce (effetto Cherenkov) è stato installato al laboratorio Jlab, in Virginia (USA), dove ha cominciato a funzionare sull’acceleratore di elettroni con la maggiore energia, polarizzazione ed efficienza del mondo. Il rivelatore permetterà di identificare particelle dotate del quark di “stranezza” (mesoni K) in zone di energia precedentemente non accessibili, consentendo all’esperimento CLAS12 di allargare il campo di ricerca sulla struttura del nucleone e chiarire il ruolo che in esso hanno i quark e i gluoni.

Per poter produrre la luce Cherenkov nella zona di energia richiesta, si è usato un radiatore molto particolare chiamato Aerogel mai realizzato in passato nelle dimensioni e caratteristiche necessarie per il RICH.

Inoltre, al fine di ridurre le dimensioni della zona di rivelazione della luce (e quindi ridurre i costi), è stato progettato e realizzato un sistema di specchi sferici e piani, delle dimensioni di parecchi metri quadri, utilizzando tecnologie e materiali tipiche degli esperimenti su satelliti, ma mai usati in queste dimensioni in esperimenti di fisica delle particelle.

La costruzione del rivelatore ha coinvolto numerose sezioni INFN ed enti di ricerca stranieri, tra cui, con un ruolo fondamentale, i LNF e la sezione INFN di Ferrara. Il progetto ha anche vinto un finanziamento premiale del MIUR nel 2013.

I ricercatori, tecnologi e tecnici dei LNF sono stati impegnati in tutti gli aspetti della costruzione, dalla progettazione ai test di selezione e caratterizzazione dei vari componenti (fotorivelatori, specchi e radiatori di Aerogel) fino all’assemblaggio e alla installazione del rivelatore in CLAS12 (videoclip dell’installazione: https://www.youtube.com/watch?v=jZXVY03wjd8).

Dai primi di Gennaio 2018 è iniziata l’acquisizione dei dati sperimentali.

 

Fig. 2: Gli specchi, tra cui lo specchio sferico, ed il piano di fotorivelatori del RICH

 

Translation by Camilla Paola Maglione, Communications Office INFN-LNF