4 October, 2022
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Canada chiama Sardegna. E l’Isola risponde. Gli studi e le ricerche sui misteri dell’universo, dalla materia oscura alle energie sconosciute che regolano il cosmo, uniscono la nostra regione e il Nord America grazie al Progetto Aria, coordinato dall’Istituto di Fisica Nucleare (INFN) e ospitato nella miniera della Carbosulcis a Nuraxi Figus. Nei giorni scorsi, una delegazione sarda, composta dall’amministratore della Carbosulcis, ing. Antonio Martini, da due ingegneri della società partecipata dall’Assessorato dell’Industria, Massimiliano Cabiddu e Stefano Farenzena, nonché da una rappresentanza del sistema della ricerca, composta dal prof. Cristiano Galbiati, docente alla Princeton University e ricercatore ai Laboratori del Gran Sasso, e dal prof. Alberto Devoto, dell’Università di Cagliari, hanno visitato a Sudbury, nella provincia dell’Ontario, gli impianti di SNOLAB, il laboratorio scientifico sotterraneo specializzato in fisica dei neutrini e della materia oscura, ospitato a 2 chilometri sotto la superficie della miniera di nickel di Vale Creighton, la miniera più profonda del Canada dove ogni giorno si estraggono migliaia di tonnellate di tout venant di nickel. SNOLAB, diretto dal fisico Nigel Smith, è una struttura scientifica di livello mondiale e il programma di ricerca è attualmente incentrato sulla fisica subatomica, in gran parte sulla fisica dei neutrini e della materia oscura. Si tratta di un’espansione delle strutture esistenti costruite per l’esperimento sui neutrini solari dell’Osservatorio di Sudbury SNO, di cui è stato direttore il premio Nobel 2015 per la fisica, Arthur McDonald, anch’egli coinvolto nel Progetto Aria e che l’anno scorso è stato in visita in Sardegna. Il laboratorio, distribuito su una superficie di oltre 8mila metri quadrati, di cui 5mila in sottosuolo, occupa oltre 100 persone tra scienziati, ricercatori e dipendenti.

«Abbiamo creduto da subito sul Progetto Aria, sin dal 2015, finanziandolo e investendo importanti risorse, anche umane, perché la Sardegna ha tutte le potenzialità per portare avanti iniziative legate all’innovazione e alla ricerca tecnologica – ha commentato il Presidente della Regione, Franceso Pigliaru -. La Regione è un partner affidabile e in grado di soddisfare le esigenze che arrivano dal mondo scientifico. Il progetto ARIA è soltanto un pezzo del nostro programma di ricerca e innovazione, dagli esperimenti alla Sotacarbo, alle attività previste nella miniera di Sos Enattos a Lula, a quelle del radiotelescopio di San Basilio. Alla Carbosulcis è in atto una ristrutturazione importante, a seguito del Piano di chiusura della miniera. Grazie alla tradizione mineraria, con il Progetto Aria oggi la Sardegna è agganciata a un network mondiale di altissima ricerca e innovazione. L’auspicio è che non sia solo ricerca di base ma che si traduca anche in produzione con alto valore industriale per creare più lavoro di quanto ne sta creando adesso. Occupazione di qualità, basata su competenze e professionalità, che rappresentano il futuro dei nostri giovani.»

«Impegni istituzionali in Sardegna non mi hanno consentito purtroppo di partecipare alla missione in Canada e illustrare di persona quello che stanno facendo la Regione e l’Assessorato per la riconversione industriale della Carbosulcis – ha detto l’assessore Maria Grazia Piras –. Ci sono due aspetti di grande rilevanza: il primo è legato proprio alla ‘nuova vita’ della società partecipata. Esaurito il ciclo di estrazione del carbone, si ha bisogno di realizzare progetti coraggiosi e all’avanguardia. Il nostro sforzo in tal senso è stato ripagato. Con le attività previste dal piano industriale della Carbosulcis, in particolare attraverso i programmi di ricerca, abbiamo messo le basi per costruire opportunità di lavoro per i giovani altamente qualificati presenti nella società. Il Progetto Aria significa aprirsi al mondo dell’innovazione e della scienza, significa affrontare sfide decisive per il futuro di un territorio dalle grandi potenzialità. Il secondo aspetto riguarda il lavoro che l’Assessorato e tutta la Giunta hanno svolto in questi anni sul fronte delle società partecipate. Ne abbiamo chiuso tante, razionalizzando così i costi, e nel contempo ci siamo concentrati sulle realtà societarie che invece hanno un ruolo e una missione precisa, e garantiscono una gestione sana e corretta dei bilanci. La Carbosulcis è una di queste.»

«È stata una visita significativa, e soprattutto formativa, in una miniera in produzione dove è presente e convive un laboratorio importante a livello mondiale – ha osservato l’amministratore della Carbosulcis, Antonio Martini -. La nostra miniera è in chiusura ma stiamo realizzando importanti progetti di riconversione, come l’impianto per la produzione di Argon in collaborazione con l’INFN, il primo di questo tipo in Europa e il primo al mondo realizzato con tecnologia innovativa. Il nostro prodotto sarà usato per fare esperimenti nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso e poi potrebbe anche trovare utilizzo in laboratori come lo SNOLAB. L’auspicio è che si creino le condizioni per una più forte collaborazione tra la compagine INFN-Carbosulcis e il sistema di ricerca canadese. La visita, inoltre, ci ha permesso di approfondire le procedure e la logistica necessarie per realizzare alcuni laboratori che abbiamo intenzione di ospitare nel sotterraneo della miniera della Carbosulcis in relazione ad altri progetti. Uno di questi è il Progetto Ulisse, promosso con la Sotacarbo, che ci permetterà di approfondire gli studi sullo stoccaggio della CO2 e avviare programmi connessi alla geofisica in sottosuolo. La collaborazione con grandi istituti e centri di eccellenza è di vitale importanza. Quando si investe in conoscenza e tecnologia i tempi sono più lunghi ma lo sviluppo è più concreto e duraturo. In Italia abbiamo tanti esempi, noi siamo convinti che anche il Sulcis possa giocare le sue carte.»

La visita allo SNOLAB ha consentito alla delegazione italiana di verificare le potenzialità di una struttura scientifica all’interno di una miniera in attività. Si tratta di un modello che potrebbe essere replicato anche a Nuraxi Figus dove, oltre al Progetto Aria, si lavora ad altri programmi, sempre nell’ambito della riconversione del sito industriale, con l’obiettivo di trasformare l’ex miniera in un centro di alta tecnologia impegnato in progetti di ricerca. SNOLAB studia prevalentemente la fisica delle astroparticelle, un campo incrociato che esamina le particelle subatomiche da fonti astronomiche. I laboratori sono situati in profondità proprio per proteggere i rivelatori usati negli esperimenti sensibili dalla radiazione cosmica che cade incessantemente sulla superficie della Terra. Anche alla profondità di SNOLAB arrivano raggi cosmici, ma la quantità è 50 milioni di volte inferiore a quella che si avrebbe se l’esperimento fosse localizzato in superficie. La dislocazione unica del laboratorio consente inoltre di avviare progetti e programmi scientifici in diversi campi. Tra questi, in particolare, c’è il progetto DEAP-3600, che vede coinvolti ricercatori di 10 istituzioni in Canada, Regno Unito e Messico. Si tratta di un esperimento che utilizza 3,6 tonnellate di argon liquido per cercare interazioni con particelle di materia oscura.

La Sardegna è coinvolta a pieno titolo nella ricerca mondiale legata ai misteri della materia oscura. L’obiettivo del progetto Aria, inaugurato ufficialmente lo scorso mese di settembre, è la separazione degli isotopi dell’argon. In particolare, uno di questi componenti, l’argon-40 (40Ar), permetterà lo sviluppo di una innovativa tecnica per la ricerca della materia oscura ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’INFN, progettata e realizzata dalla collaborazione scientifica dell’esperimento DarkSide. L’infrastruttura per la separazione dell’argon-40 e di altri isotopi di interesse commerciale consiste in una torre criogenica di distillazione alta 350 metri, che sarà installata nel Pozzo 1 dell’area di Seruci dell’ex miniera della Carbosulcis. La torre è costituita da 28 moduli collaudati nel CERN di Ginevra, e poi trasportati temporaneamente nei cantieri di Nuraxi Figus. Qui, i moduli vengono parzialmente assemblati in superficie per i primi test propedeutici all’installazione dell’intera colonna all’interno del Pozzo 1, dove già dallo scorso anno si stanno svolgendo le attività di adeguamento. L’altezza e il diametro dei pozzi, la loro configurazione, con accessi multipli e sistemi di sicurezza integrati e, soprattutto, la disponibilità di un’autostrada camionabile dalla superficie fino alla profondità di 500 metri, sono condizioni ideali per l’installazione in sicurezza di un impianto che avrà dimensioni uniche al mondo. Grazie alle sue infrastrutture d’avanguardia, realizzate quasi interamente all’interno di un pozzo minerario preesistente, ARIA sarà in grado di abbassare notevolmente i costi energetici di produzione, rendendo più accessibili e fruibili i preziosi elementi ottenuti con la distillazione criogenica, il metodo più efficace per la produzione di isotopi stabili. La torre di distillazione, oltre a produrre l’isotopo stabile 40Ar di interesse per i programmi di ricerca sulla materia oscura, servirà inoltre a realizzare studi pilota per la produzione degli isotopi 76Ge, 82Se, e 136Xe, di interesse per i programmi di ricerca sul neutrino svolti sempre ai Laboratori INFN del Gran Sasso. Inoltre, ARIA permetterà la sperimentazione e lo sviluppo della nuova tecnologia per la successiva produzione su larga scala di isotopi stabili di interesse commerciale, come 13C, 15N, e 18O, che trovano impiego per esempio in medicina e hanno un mercato internazionale di grande rilievo.

«Quello tra Italia e Canada è un legame speciale perché ospitano, al Gran Sasso e a Sudbury, i laboratori più noti e funzionali, a livello internazionale, nel campo della ricerca delle astro-particelle, in particolare sui neutrini e la materia oscura – ha detto Cristiano Galbiati, coordinatore del Progetto Dark Side -. Il legame è destinato a rafforzarsi grazie al Progetto Aria. È il progetto di separazione dell’argon più importante al mondo, ed è cruciale per tutti i laboratori che in futuro utilizzeranno argon per la ricerca di materia oscura. Il primo esperimento è DarkSide-20K, che avrà luogo nei Laboratori del Gran Sasso. Non stupisce, quindi, che ci sia grande interesse da parte dello SNOLAB per ciò che si sta realizzando in Sardegna. L’infrastruttura ospitata nella miniera della Carbosulcis è infatti assolutamente strategica. Tutto ciò non farà che accrescere la collaborazione in atto tra i gruppi internazionali statunitensi, canadesi e italiani interessati a cercare la materia oscura attraverso l’argon. DarkSide-20K è un progetto del quale fanno parte 350 scienziati e 60 istituti, e uno degli elementi chiave è proprio il trattamento dell’argon attraverso il Progetto Aria. Ma l’orizzonte è più ampio se si guarda a un altro grande esperimento per la ricerca della materia oscura, che sarà avviato tra dieci anni e che prevede l’uso di almeno 500 tonnellate di argon purificato in Sardegna.»

«Per esperimenti come quelli in atto qui allo SNOLAB, è fondamentale individuare le migliori tecnologie per raggiungere gli obiettivi – ha sottolineato il direttore del laboratorio di Sudbury, Nigel Smith -. L’argon che utilizziamo deve essere assolutamente puro e nel rivelatore ci deve essere una radioattività bassissima. L’interesse per quanto si sta facendo in Sardegna è molto alto perché sappiamo che l’argon che sarà prodotto alla Carbosulcis avrà le migliori caratteristiche. Dobbiamo sempre avere la certezza che i test siano ‘puliti’, cioè che si svolgano in un ambiente privo di quei rumori di fondo che potrebbero essere in grado di rovinare l’ esperimento. Tutto ciò implica collaborazioni a livello globale con il coinvolgimento dei laboratori e dei centri di ricerca più importanti, ed è quanto sta avvenendo tra Canada, Italia, USA e molti altri Paesi.»

La missione è stata caratterizzata anche dall’incontro con l’ambasciatore italiano in Canada, Claudio Taffuri. L’incontro, organizzato dall’Addetto Scientifico dell’Ambasciata, Anna Galluccio, si è svolto nella residenza dell’Ambasciatore, a Ottawa dove hanno partecipato anche esponenti del Governo canadese, del mondo accademico del Paese del Nord America e i dirigenti dello SNOLAB di Sudbury. È stata l’occasione per illustrare le attività dei diversi laboratori scientifici e quanto si sta attuando in Sardegna con il Progetto Aria. L’ambasciatore Claudio Taffuri ha mostrato particolare interesse per le iniziative che riguardano l’Isola, in special modo il Sulcis, dove l’unione fra tradizione, scienza e tecnologia rappresentata dal Progetto Aria consente di creare le basi per un rilancio dell’economia, dello sviluppo e dell’occupazione. Un’esperienza dalle grandi potenzialità, è stato detto, da replicare anche in altre realtà territoriali.