b'\n_START_ARTICLE_\nSudbury Neutrino Observatory\n_START_PARAGRAPH_\nIl Sudbury Neutrino Observatory (SNO) \xc3\xa8 stato un importante esperimento canadese di fisica delle particelle per l\'osservazione dei neutrini solari attraverso la loro interazione con acqua pesante._NEWLINE_L\'esperimento \xc3\xa8 stato di grande importanza scientifica, in quanto ha risolto il problema dei neutrini solari concludendo che la sua soluzione \xc3\xa8 nelle oscillazioni di neutrino e che quindi il neutrino ha massa._NEWLINE_Il rivelatore era collocato circa 2\xc2\xa0km sotto la superficie terrestre nella miniera Creighton, della societ\xc3\xa0 CVRD Inco, vicino alla citt\xc3\xa0 di Sudbury in Ontario nel Canada, da cui l\'esperimento prende il nome._NEWLINE_In particolare il rivelatore era di tipo \xc4\x8cerenkov in tempo reale e funzion\xc3\xb2 dal maggio 1999, fino al 28 novembre 2006. Il giorno dopo che l\'esperimento fu ufficialmente spento un terremoto inusualmente intenso di magnitudine 4,1 scosse la miniera dove \xc3\xa8 collocato SNO danneggiando le apparecchiature.  Dopo il 2006 la collaborazione SNO ha continuato ad analizzare i dati raccolti negli anni precedenti._NEWLINE_\xc3\x88 previsto il riutilizzo delle strutture esistenti per l\'esperimento SNO+.\n_START_SECTION_\nDescrizione del rivelatore\n_START_PARAGRAPH_\nIl rivelatore di SNO si trova sotto 2092 metri di roccia, equivalenti a 6010 metri di acqua._NEWLINE_Il bersaglio di SNO era composto da 1000 tonnellate di acqua pesante ultrapura contenuta in un contenitore sferico di 6 metri di raggio di polimetilmetacrilato (acrilico) spesso 5\xc2\xa0cm. La sfera contenente l\'acqua pesante era circondata da 9456 fotomoltiplicatori (PMT), ognuno di 20\xc2\xa0cm di diametro, montati su una sfera geodetica in acciaio inossidabile con un diametro di 17,8 metri. Lo spazio esterno, una caverna con un diametro massimo di 22 metri, era riempito con 7300 tonnellate di acqua leggera ultrapura comprese 1700 tonnellate nello spazio tra la sfera di acrilico e i fotomoltiplicatori, che servivano come schermo dalla radioattivit\xc3\xa0 proveniente dall\'esterno, dai muri, dai fototubi e da altri materiali utilizzati; inoltre l\'acqua aiutava a sostenere il bersaglio con la spinta di Archimede._NEWLINE_L\'osservatorio si trova alla fine di un lungo tunnel lungo 1,5 chilometri, soprannominato "SNO drift", che lo isola dal resto della miniera. Lungo il tunnel ci sono varie camere pulite. La maggior parte dell\'impianto \xc3\xa8 Class 3000 (cio\xc3\xa8 meno di 3000 particelle da 1\xc2\xa0\xc2\xb5m o meno per ogni\xc2\xa0m\xc2\xb3 d\'aria), mentre la grotta finale contenente il rivelatore \xc3\xa8 di Class 1000._NEWLINE_La costruzione di SNO cominci\xc3\xb2 nel 1990 e fu completata nel 1998, i primi tre anni servirono per gli scavi, i successivi cinque per la costruzione, con un costo di 73 milioni di dollari canadesi (quasi 41 milioni di euro) con il supporto di vari istituti canadesi, statunitensi e inglesi. L\'acqua pesante, per un valore di 330MC$, \xc3\xa8 stata prestata gratuitamente dalla Atomic Energy of Canada Limited (AECL) con la cooperazione di Ontario Power Generation e il sito \xc3\xa8 stato fornito da Inco Limited. La grande disponibilit\xc3\xa0 di acqua pesante \xc3\xa8 dovuta alle centrali nucleari canadesi in gran parte di tipo CANDU che utilizzano acqua pesante._NEWLINE_L\'esperimento non rivelava direttamente i neutrini, ma osservava tramite i fotomoltiplicatori la luce prodotta da elettroni ultrarelativistici nell\'acqua pesante per effetto \xc4\x8cerenkov, prodotti in vari processi. L\'esperimento SNO era sensibile a tre diverse reazioni con i neutrini, e studiando i rapporti tra i flussi dei neutrini rivelati con ognuna di queste reazioni l\'esperimento fu in grado di verificare l\'ipotesi dell\'oscillazione dei neutrini.\n_START_SECTION_\nRiduzione del rumore\n_START_PARAGRAPH_\nSNO era un esperimento in cui la riduzione del fondo radioattivo era di estrema importanza in quanto gli eventi che voleva osservare erano molto rari e non dovevano essere confusi con altri eventi dovuti alla radioattivit\xc3\xa0 di fondo. La pi\xc3\xb9 importante fonte di questo rumore erano le strutture permanenti all\'interno della geosfera per il supporto dei fototubi e le sostanze radioattive disciolte nell\'acqua._NEWLINE_Particolare cura \xc3\xa8 stata fatta nella scelta dei materiali a basso contenuto di Th-232 e U-238. Il fondo pi\xc3\xb9 problematico era dovuto ai fotoni da 2.61 MeV e 2.45 MeV e i relativi elettroni che sommandosi in coincidenza possono simulare un evento generato da un neutrino. Inoltre qualsiasi fotone sopra i 2.2 MeV pu\xc3\xb2 fotodisintegrare un deutone liberando un neutrone, che \xc3\xa8 indistinguibile da un neutrone prodotto nell\'interazione di un neutrino in corrente neutra._NEWLINE_Altre cause di fondi radioattivi sono i raggi cosmici e la radioattivit\xc3\xa0 dei muri della caverna. I 6010 metri di acqua equivalente di roccia riducevano il flusso di raggi cosmici ad un livello trascurabile. Il flusso di muoni era di circa 1 all\'ora.\n_START_SECTION_\nPurificazione dell\'acqua\n_START_PARAGRAPH_\nIl sistema per il trattamento dell\'acqua era progettato per purificare l\'acqua e contemporaneamente misurarne il livello di contaminazione. Il sistema era diviso in due parti, una per l\'acqua leggera e una per l\'acqua pesante. Quest\'ultima \xc3\xa8 la pi\xc3\xb9 importante perch\xc3\xa9 le reazioni avvengono proprio nell\'acqua pesante, mentre quella leggera funge solo da schermo. Le strutture erano poste sottoterra, vicino al rivelatore. L\'acqua leggera era fornita da un sistema di purificazione in superficie che forniva acqua potabile alla miniera. Quest\'acqua conteneva sabbia, polveri, batteri, alghe, sali inorganici, molecole organiche e gas (N\xe2\x82\x82, O\xe2\x82\x82, CO\xe2\x82\x82, Rn, ...). Sottoterra era poi trattata, purificata degassata e infine rigassata con azoto puro e raffreddata a 10\xc2\xa0\xc2\xb0C._NEWLINE_Particolare attenzione era rivolta ad elementi radioattivi come quelli della catena radioattiva dell\'uranio e del torio che devono essere ridotti ad una concentrazione milioni di volte inferiore a quella naturale. Se un isotopo radioattivo decadesse nel rivelatore o nelle sue vicinanze il segnale potrebbe essere indistinguibile da quello prodotto da un neutrino. L\'acqua esterna al rivelatore serviva per assorbire i raggi gamma e i neutroni prodotti dalla radioattivit\xc3\xa0 delle rocce. Nelle 1000 tonnellate di acqua pesante le impurit\xc3\xa0 dovevano essere minori di 10\xe2\x81\xbb\xc2\xb9\xe2\x81\xb4g/g di acqua, mentre nelle 7000 tonnellate di acqua leggere il livello di impurit\xc3\xa0 era mantenuto inferiore a 10\xe2\x81\xbb\xc2\xb9\xc2\xb3g/g di acqua._NEWLINE_Tutti i materiali che componevano il rivelatore e che erano a contatto con l\'acqua sono stati attentamente selezionali e analizzati per evitare contaminazioni radioattive. Nonostante questo l\'acqua era purificata con una velocit\xc3\xa0 di 100 litri al minuto. Il sistema di purificazione eliminava anche ogni attivit\xc3\xa0 biologica nell\'acqua, poich\xc3\xa9 questo pu\xc3\xb2 compromettere la trasmittanza dei raggi UV nell\'acqua._NEWLINE_Il sistema di purificazione usava una grande variet\xc3\xa0 di tecniche. I componenti principali erano unit\xc3\xa0 a osmosi inversa ad alta pressione, ultra filtrazione, scambiatori di ioni, sterilizzazione a ultravioletti e degassamento a vuoto. Filtri speciali e speciali agenti sono stati sviluppati per rimuovere particolari elementi e per controllare il livello di impurit\xc3\xa0. Filtri al piombo e al Mn0\xe2\x82\x82 sono stati sviluppati per l\'estrazione dei derivati dell\'uranio e del torio._NEWLINE_Una delle maggiori funzioni del sistema per l\'acqua pesante era di aggiungere e rimuovere un grande volume di sale. Quantit\xc3\xa0 controllate di sale sono state aggiunte nella fase salata dell\'esperimento._NEWLINE_L\'acqua e l\'acqua pesante erano isolate dall\'aria del laboratorio tramite uno strato di azoto gassoso.\n_START_SECTION_\nFasi dell\'esperimento\n_START_PARAGRAPH_\nFonti:.\n_START_SECTION_\nTerza fase\n_START_PARAGRAPH_\nLa terza faseinizi\xc3\xb2 nel novembre 2004 prevedeva l\'uso di 300 contatori proporzionali all\'elio-3 immersi nell\'acqua pesante per rivelare i neutroni della interazione neutra (NC) poich\xc3\xa9 l\'elio-3 ha un\'alta sezione d\'urto per la cattura di neutroni termici. Questa reazione produce una coppia energetica protone-trizio che \xc3\xa8 facilmente rilevata dal contatore proporzionale. In questo modo si \xc3\xa8 potuto misurare la reazione in corrente neutra (NC) in modo indipendente e pi\xc3\xb9 preciso rispetto alle altre fasi._NEWLINE_36 stringhe di contatori proporzionali sono stati immersi nell\'acqua pesante. Altre 4 riempite con elio-4, insensibili alla reazione in corrente neutra, sono state usate per studiare il fondo. Tutti i contatori proporzionali sono stati immersi nell\'acqua pesante. Sei stringhe all\'elio-3 non furono usate a causa di difetti._NEWLINE_I rivelatori (fotomoltiplicatori e i contatori proporzionali) sono stati calibrati usando sorgenti di neutroni (tra cui Cf-252, Am-241, Na-24); l\'efficienza di rivelazione dei neutroni fu misurata usando l\'isotopo Na-24 sotto forma di NaCl, disciolto nell\'acqua pesante che produce fotoni che per fotodisintegrazione producono sul deuterio neutroni (Na-24 ha un tempo di dimezzamento breve, 14.959 ore). Questa efficienza per i contatori proporzionali (0.211) era molto maggiore di quella per i fotomoltiplicatori (0.0485). Grazie a questo la precisione delle misure in questa fase fu molto migliore. D\'altra parte l\'introduzione dei fototubi fece aumentare il livello del fondo radioattivo.\n_START_SECTION_\nRisultati sperimentali e impatto\n_START_PARAGRAPH_\nIl 18 giugno 2001 fu pubblicato il primo risultato di SNO, primo di una serie riguardanti la fase D\xe2\x82\x82O, confermando il deficit di neutrini solari osservata gi\xc3\xa0 precedentemente. Le misura in corrente neutra (NC) del flusso totale di neutrini attivi dimostr\xc3\xb2 che circa due neutrini elettronici solari su tre cambiavano il loro sapore in muonico o tauonico durante il tragitto dal Sole fino al rivelatore._NEWLINE_Infatti il flusso totale misurato dei neutrini di qualsiasi sapore concorda con quello calcolato teoricamente, mentre il flusso dei neutrini elettronici \xc3\xa8 circa un terzo rispetto a quello di tutti i neutrini. Poich\xc3\xa9 il Sole produce solo neutrini elettronici significa che i 2/3 dei neutrini elettronici hanno cambiato sapore dal momento della loro creazione all\'interno del Sole sino alla rivelazione. Questa transizione di sapore \xc3\xa8 spiegabile attraverso le oscillazioni di neutrino e implica che il neutrino abbia una massa non nulla. Questi importati risultati sono stati confermati in modo pi\xc3\xb9 preciso dalla fase salata. In definitiva l\'esperimento SNO dimostr\xc3\xb2 che il problema dei neutrini solari \xc3\xa8 dovuto alle oscillazioni di neutrino._NEWLINE_L\'esperimento era sensibile prevalentemente ai neutrini del  ma furono analizzati anche i neutrini hep e neutrini provenienti da supernove. L\'esperimento non ha evidenziato variazioni stagionali oltre a quelle dovute all\'eccentricit\xc3\xa0 dell\'orbita terrestre, quindi le oscillazioni nel vuoto non sono sufficienti a spiegare le transizioni, ma \xc3\xa8 necessario includere gli effetti di materia, per esempio con effetto Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein (MSW). A prova di questa soluzione \xc3\xa8 stata valutata un\'asimmetria del flusso diurno e notturno non nulla._NEWLINE_I risultati dell\'esperimento hanno avuto un grande impatto, come evidenziato dal fatto che due articoli di SNO sono citati circa 1400 volte, e altri due circa 500 volte.\n_START_SECTION_\nAltre possibili analisi\n_START_PARAGRAPH_\nIl rivelatore SNO avrebbe potuto avere la capacit\xc3\xa0 di rivelare una supernova nella nostra galassia. Poich\xc3\xa9 i neutrini emessi da una supernova sono emessi prima dei fotoni, sarebbe stato possibile avvertire la comunit\xc3\xa0 astronomica prima che la supernova fosse visibile. SNO fu un membro fondatore del SuperNova Early Warning System con Super-Kamiokande e LVD. Nessuna supernova \xc3\xa8 stata mai rivelata. I segnali sono raccolti da un sistema centrale in Giappone per poter essere studiati per cercare coincidenze temporali tra diversi esperimenti e la comunit\xc3\xa0 astronomica pu\xc3\xb2 essere allertata nel caso di una supernova. Tutto ci\xc3\xb2 \xc3\xa8 importante perch\xc3\xa9 i neutrini possono precedere la luce di diverse ore._NEWLINE_L\'esperimento SNO fu anche in grado di osservare i neutrini atmosferici prodotti dai raggi cosmici in atmosfera. A causa della dimensione limitata di SNO a differenza di Super-Kamiokande pochi segnali di neutrini atmosferici furono rivelati e non avrebbero avuto una importanza statistica.\n_START_SECTION_\nIstituti partecipanti\n_START_PARAGRAPH_\nSolitamente i grandi esperimenti di fisica delle particelle richiedono grandi collaborazioni. Con poco pi\xc3\xb9 di 100 collaboratori SNO fu un gruppo piuttosto ristretto in confronto ai gruppi che operano ai collisori. Gli istituti partecipanti includono (tra parentesi il numeri di collaboratori)'