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Description
JUNO, acronimo di Jiangmen Underground Neutrino Observatory, è un esperi- mento di neutrini attualmente in costruzione nel sud della Cina, in un laboratorio sotterraneo schermato da 650 m di roccia. Il rivelatore è costituito da 20 mila tonnellate di scintillatore liquido, contenuto all’interno di una sfera di acrilico di 35 metri di diametro. La sfera è immersa in una piscina di acqua ultra-pura, utilizzata come sistema di veto a radiazione Cerenkov per raggi cosmici, e volta a garantire una bassa contaminazione da radioattività ambientale. Il rivelatore centrale è equipaggiato con 17612 fotomoltiplicatori da 20 pollici e 25600 fotomoltiplicatori da 3 pollici, i quali complessivamente coprono più del 75% della superficie della sfera. L’obiettivo primario dell’esperimento è la determinazione dell’ordinamento di massa dei neutrini, attraverso la misura delle oscillazioni di sapore degli antineutrini elet- tronici emessi dai vicini reattori nucleari, situati a 53 km di distanza. La rivelazione degli antineutrini da reattore avviene tramite il decadimento β inverso, una reazione in cui questi ultimi interagiscono con i protoni liberi nello scintillatore, producendo un positrone e un neutrone. La misura dell’ordinamento di massa è ambiziosa e richiede una risoluzione energetica senza precedenti per un rivelatore a scintillatore liquido, del 3% a 1 MeV, e effetti complessivi di non linearità al di sotto del 1%. Le caratteristiche innovative e le ingenti dimensioni del rivelatore fanno sì che già nel primo anno di presa dati sarà possibile determinare con alta precisione (al di sotto del percento) tre quantità (indipendenti) legate alle oscillazioni: sin$^2$(θ$_{12}$), ∆m$^2_{12}$, ∆m$^2_{32}$. JUNO sarà il primo esperimento a misurare simultaneamente gli effetti delle oscillazioni solari (∆m$^2_{12}$) e atmosferiche (∆m$^2_{32}$). Inoltre, l’esperimento sarà in grado di rivelare neutrini di originale naturale, tra cui neutrini solari, atmosferici, terrestri e da eventi di supernove, generando molteplici possibilità di studi e un’articolata linea di ricerca nel campo della fisica e dell’astrofisica. In questo intervento verranno illustrati lo stato attuale e le prospettive di fisica dell’esperimento JUNO.
