Maggio 2026
04 Mag 2026 8:00 – 08 Mag 2026 18:00
15 Mag 2026
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XENON
XENON è una collaborazione scientifica internazionale con istituzioni partecipanti distribuite su tre continenti (Europa, America e Asia). XENON è il progetto leader a livello mondiale per la ricerca diretta della materia oscura: un costituente fondamentale dell’Universo. Sappiamo che la materia oscura esiste ed è molto più abbondante della materia ordinaria. Tuttavia, la materia oscura non è mai stata osservata finora. Una prova diretta della sua presenza rappresenterebbe una pietra miliare nella storia della fisica e un enorme passo avanti per la nostra comprensione dell’Universo.
Gli esperimenti XENON, ospitati presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN, utilizzano rivelatori a camera a proiezione temporale (TPC) per intercettare le interazioni delle particelle di materia oscura con un bersaglio di xenon liquido (LXe). Il primo esperimento, XENON10 (2005), e il suo successore, XENON100 (2009), hanno ottenuto i migliori risultati al mondo nella ricerca diretta della materia oscura.
La collaborazione ha aperto l’era dei rivelatori di materia oscura su scala tonnellata con l’esperimento XENON1T (2016), operando una TPC riempita con 2 tonnellate di LXe. L’ampio bersaglio e il livello di fondo più basso mai raggiunto hanno permesso a XENON1T di ottenere una sensibilità senza precedenti non solo alla materia oscura. Infatti, XENON1T è stato in grado di rilevare il processo più raro mai osservato nella storia dell’umanità: il decadimento per doppia cattura elettronica dello 124Xe.
L’attuale fase del progetto, XENONnT, è stata costruita con successo nei tempi previsti nel 2020, nonostante le sfide globali senza precedenti poste dalla pandemia di COVID-19. Le operazioni scientifiche sono iniziate nel 2021, spingendo la sensibilità delle ricerche di materia oscura a nuovi livelli grazie a un bersaglio di xenon liquido attivo di 6tonnellate e a un fondo radioattivo record. L’esperimento ha già raggiunto importanti traguardi scientifici, inclusi i limiti più stringenti al mondo sulle sezioni d’urto per lo scattering WIMP-nucleone e la storica prima osservazione dei neutrini solari 8B tramite lo scattering elastico coerente neutrino-nucleo (CEνNS).
Attività INFN Bologna
Il gruppo XENON di Bologna fa parte della collaborazione dal 2013 ed è impegnato in diversi ambiti del progetto di ricerca sperimentale.
Muon Veto Il sistema di veto di muoni per gli esperimenti XENON1T e XENONnT è stato progettato, testato e costruito sotto la direzione del gruppo di Bologna, che si occupa anche della sua manutenzione e della relativa analisi dati. Questo grande rivelatore Cherenkov riempito d’acqua permette di abbattere il fondo dovuto a neutroni generati da muoni cosmici che penetrano all’interno delle sale sperimentali dei LNGS.
Neutron Veto A differenza di XENON1T, l’esperimento XENONnT dispone di un ulteriore rivelatore che circonda la TPC e funge da veto per neutroni emessi dalla radioattività dei materiali dell’esperimento stesso. Il gruppo di Bologna è responsabile per lo studio, la progettazione e la realizzazione di tale sistema.
Simulazioni Monte Carlo Il gruppo di Bologna ricopre un ruolo di coordinamento delle attività di simulazione dell’esperimento e studio delle sorgenti di fondo sia per XENON1T che XENONnT. Tali simulazioni sono fondamentali per caratterizzare la risposta del rivelatore e predire il fondo atteso da interazioni di particelle ordinarie.
Analisi Dati L’analisi dei dati raccolti dall’esperimento XENON1T, che ha prodotto i migliori risultati attualmente disponibili sulla ricerca diretta di materia oscura, è stata condotta con il contributo del gruppo di Bologna. L’impegno nell’analisi dati proseguirà anche in XENONnT.
Membri staff INFN Bologna
| Gabriella Sartorelli Professore ordinario PI XENON Bologna gabriella.sartorelli@bo.infn.it +39 051 20 9 1062 |
Marco Selvi Primo ricercatore INFN Responsabile nazionale XENON marco.selvi@bo.infn.it +39 051 20 9 1120 |
| Graziano Bruni Dirigente di ricerca INFN graziano.bruni@bo.infn.it +39 051 20 9 1057 |
Lorenzo Bellagamba Primo ricercatore INFN bellagamba@bo.infn.it +39 051 20 9 1082 |
| Franco Semeria Primo tecnologo INFN semeria@bo.infn.it +39 051 20 9 1192 |
Pietro Di Gangi Ricercatore INFN pietro.digangi@bo.infn.it +39 051 20 9 1130 |
