Experimento ÍCARO

ICARUS ( Imaging Cosmic And Rare Underground Signals ) es un experimento de física destinado al estudio de los neutrinos . Estaba ubicado en los Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) , donde comenzó a operar en 2010. Tras finalizar sus operaciones allí, fue reacondicionado en el CERN para su reutilización en Fermilab , en el mismo haz de neutrinos que los experimentos MiniBooNE , MicroBooNE y Short-Baseline Near Detector (SBND) . ^{[ 1 ]} El detector ICARUS fue desmontado para su transporte y vuelto a ensamblar en Fermilab, donde se espera que la recopilación de datos comience en otoño de 2021.

El programa ICARUS fue iniciado por Carlo Rubbia en 1977, quien propuso un nuevo tipo de detector de neutrinos . ^{[ 2 ]} Estos se denominan Cámaras de Proyección de Tiempo de Argón Líquido (LAr-TPC), que deberían combinar las ventajas de las cámaras de burbujas y los detectores electrónicos, evolucionando los detectores anteriores. ^{[ 3 ]} Detectan neutrinos a través de la reacción: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle {}^{40}Ar+\nu \rightarrow {}^{40}K+e^{-}\,}$

(un neutrino que se combina con un átomo de argón-40 para producir un átomo de potasio -40 y un electrón).

En el marco del programa ICARUS, se propusieron detectores de considerable capacidad. Tras las primeras pruebas en Pavía en 2001, el detector ICARUS T600 en Gran Sasso , repleto con 760 toneladas de argón líquido , comenzó a funcionar en 2010. Para estudiar las oscilaciones de neutrinos y diversos temas fundamentales de la física moderna , se han detectado neutrinos de fuentes astronómicas o solares, así como el haz de neutrinos del CERN a Gran Sasso (CNGS), producido a 730  km de distancia por el Super Sincrotrón de Protones del CERN.

Los neutrinos CNGS también son estudiados por el experimento OPERA , por lo que esos experimentos también se denominan CNGS1 (OPERA) y CNGS2 (ICARUS). ^{[ 5 ]}

Las mediciones del CNGS también cobraron importancia cuando el grupo OPERA anunció en septiembre y noviembre de 2011 que habían medido neutrinos superlumínicos (véase anomalía de neutrinos más rápidos que la luz ). Poco después, la colaboración ICARUS publicó un artículo en el que argumentaban que la distribución de energía de los neutrinos no es compatible con partículas superlumínicas. Esta conclusión se basó en una teoría de Cohen y Sheldon Glashow . ^{[ 6 ]} En marzo de 2012, publicaron una medición directa de la velocidad de los neutrinos basada en siete eventos de neutrinos. El resultado coincidió con la velocidad de la luz y, por lo tanto, con la relatividad especial, y contradice el resultado de OPERA. ^{[ 5 ]} En agosto de 2012, se publicó otra medición de la velocidad de los neutrinos basada en 25 eventos de neutrinos con mayor precisión y estadística, nuevamente en concordancia con la velocidad de la luz. ^{[ 7 ]} (Véase mediciones de la velocidad de los neutrinos ).

El detector ICARUS se trasladó a Fermilab en julio de 2017 para un nuevo experimento de neutrinos. ^{[ 8 ] [ 9 ]} En febrero de 2020, los científicos de Fermilab comenzaron a enfriar ICARUS y a llenarlo con 760 toneladas de argón líquido . Los científicos esperan tomar las primeras mediciones con el ICARUS reacondicionado a finales de 2020. ^{[ 10 ]} En mayo de 2021, Fermilab anunció que ICARUS comenzaría la recopilación de datos en otoño de 2021. ^{[ 11 ]}

• Página web de ICARUS archivada el 7 de marzo de 2012 en Wayback Machine .