Da una nave romana proviene il piombo per la caccia ai neutrini

Vent’anni fa venne trovata da un sommozzatore dilettante al largo della costa di Oristano una “navis oneraria magna”, nave romana di trentasei metri che oltre 2000 anni fa – tra l’80 e il 50 Avanti Cristo – trasportava un migliaio di pani di piombo. La nave proveniva dalla zona della Sierra di Cartagena, nell’attuale Spagna ed era probabilmente diretta a Roma. Nella sua stiva erano trasportati, su un pavimento di rame, circa duemila lingotti di piombo, assieme ad anfore di vario tipo, quattro ancore, attrezzature di bordo e oggetti di uso quotidiano. La nave era andata a fondo davanti all’isola che oggi si chiama Mal di Ventre, a un miglio o poco più dalla riva. Gli archeologi ritengono, data la posizione delle ancore, ancora in posto presso la prua, e dei lingotti ancora in parte impilati, che la nave sia affondata senza subire particolari traumi e per cause difficilmente definibili, forse, si dice, per autoaffondamento da parte del comandante. Il relitto, con tutto ciò che conteneva, è rimasto per due millenni sotto oltre trenta metri d’acqua in un fondo sabbioso. Ogni lingotto di piombo ritrovato ha un peso di circa trentatre chilogrammi, è lungo quarantasei centimetri e alto nove centimetri. Il peso corrisponde alle cento libbre romane, che era il peso massimo trasportabile per legge da uno schiavo.

Il piombo era un sottoprodotto dell’estrazione dell’argento ma costituiva in epoca romana un mercato importantissimo perché veniva largamente usato per fare oggetti di uso comune, dalle condutture per l’acqua (fistulae), a pesi o urne cinerarie, oppure nella produzione delle monete di bronzo e delle “ghiande” dei frombolieri , cioè in biglie che venivano lanciate dai soldati con le fionde sui campi di battaglia. Oltre 200 di questi proiettili sono stati trovati sulla nave affondata.

I lingotti di piombo portano incisi anche i marchi delle fabbriche che li avevano costruiti, come Caius e Marcus Pontilieni, figli di Marcus, Quintus Appius, figlio di Caius, e Carulius Hispalius. Si tratta di famiglie di origine italiana che svolgevano attività mineraria in Spagna. In particolare erano già stati fatti dagli archeologi alcuni ritrovamenti in varie parti del Mediterraneo di materiali realizzati dai Pontilieni e da Caulius Hispalius, mentre non era conosciuto Quinto Appio. Il piombo antico è particolarmente utile non solo per gli esperimenti di fisica, ma anche per alcuni utilizzi in informatica. Per questo in tutto il mondo si dà la caccia al piombo ritrovato nelle antiche navi affondate, dai galeoni europei dal ‘400 in poi alle antiche navi che transitavano nel Mediterraneo.

Dopo duemila anni sotto il mare, ora il piombo è destinato a svolgere il suo compito a 1.400 metri di profondità sotto la montagna. I centoventi lingotti di piombo vecchi di 2000 anni sono arrivati ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) provenienti dal Museo Archeologico Nazionale di Cagliari. Il piombo di cui sono composti è rimasto sotto il mare, assieme alla nave che li trasportava, per due millenni e ha diminuito di circa 100.000 volte la pur piccolissima radioattività di partenza rappresentata da un suo radionuclide, il piombo-210. Il contenuto di piombo-210 si dimezza, infatti, ogni circa ventidue anni e a questo punto nei lingotti sardi si è praticamente annullato. Proprio questa caratteristica lo rende utilissimo per schermare perfettamente esperimenti di grandissima precisione come quelli ospitati dai Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’INFN. Dei lingotti verrà staccata la parte anteriore con i marchi di cui sono “adornati”: le iscrizioni verranno conservate, mentre il resto, una volta pulito dalle incrostazioni marine, verrà fuso per farne lo schermo dell’esperimento internazionale CUORE, uno studio sui neutrini le cui scoperte potrebbero avere implicazioni nella conoscenza della elusiva particella e dell’evoluzione dell’Universo. In particolare l’esperimento CUORE ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN vuole scoprire un rarissimo processo chiamato ‘doppio decadimento beta senza neutrini’ che consentirebbe non solo di misurare direttamente la massa dei neutrini, ma anche di dimostrare la loro natura di particelle di Majorana ovvero con particella e antiparticella coincidenti.

Le importantissime implicazioni riguardano il mondo dell’infinitamente piccolo delle particelle elementari subatomiche e allo stesso tempo quello dell’infinitamente grande dell’universo e della sua evoluzione. L’esperimento CUORE rappresenta anche il più recente e ambizioso sviluppo della tecnica dei ‘bolometri’ di biossido di tellurio, sulla quale l’INFN detiene un’esperienza più che ventennale.

L’INFN, inoltre, realizzerà nuove, importanti misure di precisione sul piombo ed eventualmente anche su rame per uno studio comune su materiale del periodo del bronzo.

La messa a disposizione di questo piombo è il frutto della collaborazione ventennale tra l’INFN, la sua sezione di Cagliari, e la Sovrintendenza Archeologica di Cagliari, con il parere favorevole della Direzione Generale alle Antichità. L’accordo, venti anni fa, portò a un contributo di 300 milioni di lire da parte dell’INFN per finanziare lo scavo del relitto e il recupero del suo carico. In particolare, l’INFN ringrazia per la collaborazione i sovrintendenti dottoressa Fulvia Lo Schiavo e dottor Marco Minoja e la dottoressa Donatella Salvi. “Certo il comandante di quella nave non avrebbe mai immaginato che il suo piombo sarebbe stato utilizzato duemila anni dopo per qualcosa che ha che fare con l’Universo e le stelle – commenta il presidente dell’INFN, professor Roberto Petronzio – Storia e scienza possono ora parlarsi attraverso i secoli grazie alla ricerca nella fisica delle alte energie”.

“Questo piombo – spiega il professor Ettore Fiorini, responsabile dell’esperimento CUORE – rappresenta uno materiale importantissimo per la schermatura degli apparati per la ricerca di eventi rari, materiali che devono essere totalmente privi di contaminazioni radioattiva”.

Lucia Votano, direttore dei Laboratori del Gran Sasso dell’INFN, spiega che “E’ bello e singolare che le tecnologie più avanzate e innovative abbiano bisogno anche dell’archeologia e della tecnologia degli antichi romani. Il piombo antico recuperato sui fondali marini sarà essenziale per proteggere l’esperimento dalla radioattività naturale che potrebbe oscurare il raro processo del doppio decadimento beta senza neutrini”.