DAL CERN AL GRAN SASSO, IL NEUTRINO HA FATTO TAU!

Cari ragazzi e cari lettori,

da qualche giorno Scientificando non aggiorna i post per motivi tecnici, problema che si protrarrà ancora per  un po'.

(Ringrazio quanti mi hanno contattato per posta elettronica, o addirittura telefonato, preoccupati! Le persone che ci tengono veramente, si rivelano in queste circostanze!)

Non potevo, però, non publicare qualcosa sulla notizia del giorno, notizia che è stata diffusa anche dal TG2. A cosa mi riferisco? A quello che i media hanno già battezzato, con titolo ad effetto,  il "neutrino mutante". Un appellativo che richiama, nella mente dell'uomo comune, eventi e fatti fantastici alla  X - man!

In realtà di mutante non c'è proprio nulla, perché il neutrino non muta, ma oscilla fra tre diversi tipi possibili: neutrino elettronico, muonico e tauonico, ciascuno associato a un leptone.

Mi sto riferendo all'evento che è stato osservato dai ricercatori dell'esperimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) nei laboratori situati sotto il massiccio del Gran Sasso, a 1400 metri di profondità!

Dopo oltre tre anni di ricerche e miliardi e miliardi di particelle "sparate" nel sottosuolo, dalle Alpi svizzere all'Appennino abruzzese, su un tragitto di 732 chilometri in un intervallo di tempo di 2,4 millisecondi, dai laboratori del CERN ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, la pazienza degli scienziati è stata premiata!

E' stato, infatti, osservato, in modo indiretto, un unico neutrino che da muonico si è trasformato in neutrino- tau!

Che cosa significa in parole povere? Significa che tale osservazione è una testimonianza a favore dell'esistenza della massa del neutrino che, quindi, non può viaggiare  alla velocità della luce, come si era creduto finora, e può oscillare trasformandosi da un tipo all'altro.

Un evento unico, che, dovrà essere osservato ancora per confermare definitivamente la scoperta!

In realtà, proprio una grandissima novità questa scoperta non sarebbe, dato che da alcuni anni ormai c'era  un fondato sospetto che questi benedetti neutrini dovessero oscillare da un tipo all'altro, trasformandosi.

Secondo il Modello Solare Standard, il Sole, al cui interno avvengono reazioni di fusione termonucleare, emette infatti solo un terzo dei neutrini previsti da tale modello! Sorge quindi inevitabile chiedersi che fine facciano gli altri due terzi di neutrini: o non ci sono, e, in tal caso, il Modello Standard va rivisto e corretto, oppure ci sono ma si sono trasformati in muonici e tauonici. I rivelatori non sono sensibili a questi due tipi di neutrini, ma solo a quelli elettronici, che costituirebbero quel terzo  che viene rilevato.

In definitiva, i due terzi dei neutrini solari ci sono, ma non si "vedono" perché oscillano in stati diversi non rilevati sino a questo momento. L'esperimento del Gran Sasso è riuscito a "beccare" finalmente un neutrino che si è trasformato in neutrino- tau.

L’impresa è riuscita dunque grazie alla collaborazione tra il CERN e i Laboratori dell’INFN del Gran Sasso nel progetto CNGS [1] (CERN Neutrinos to Gran Sasso).

Per chiarezza di informazione, c'è da precisare che nella Fisica delle particelle l'oscillazione neutrinica è già entrata da tempo con l’effetto MSW (acronimo più comodo e sbrigativo di Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein): oscillazione esplicativa della osservata carenza di neutrini solari.

Per coloro che volessero approfondire l'argomento ad un livello più specialistico, consiglio di leggere l'ottima "Dispensa sulle oscillazioni di neutrino" del prof. Andrea Bizzeti, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, Corso di Laurea Specialistica in Fisica, Corso di “Particelle elementari e rivelatori”.

Consultate l'articolo pubblicato ieri dall'INFN, in cui potete leggere, tra le altre cose: "E' stato il fisico italiano Bruno Pontecorvo, del gruppo dei "ragazzi di via Panisperna" di Enrico Fermi, a proporre, verso la metà del secolo scorso, la possibilità di trasformazione dei neutrini. Nel Modello Standard elaborato dai fisici per spiegare l’Universo, i neutrini non hanno una massa. Occorrerà dunque rettificarlo in questo punto, fornire nuove spiegazioni e iniziare nuove ricerche con tutte le possibili implicazioni in cosmologia, nell’astrofisica e nella fisica delle particelle.
Sono 15 anni che si osserva, attraverso diversi esperimenti, la sparizione di quantità di neutrini provenienti dal Sole o da altre sorgenti e si ipotizza, come spiegazione, l’oscillazione. Ma è la prima volta che viene osservato direttamente un neutrino che oscilla in un altro. E’ come se, dopo aver saputo di un delitto, trovassimo finalmente il corpo della vittima.

Effettuate il tour virtuale dei Laboratori del Gran Sasso.

Per scaricare dal web infografiche, video, animazioni, immagini, andare alla pagina:

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Bene! Staremo a vedere gli sviluppi della situazione!






[1] Gli esperimenti realizzati in laboratori sotterranei, hanno mostrato che i neutrini hanno una massa, anche se assai piccola, e che, attraverso il fenomeno dell’oscillazione, i neutrini di un tipo scompaiono trasformandosi in un altro tipo. Le osservazioni attuali, fatte in genere con neutrini di origine astrofisica, non permettono però di verificare direttamente il fenomeno della comparsa dei neutrini, in particolare dei neutrini-tau. A tal proposito il Progetto CNGS (Cern Neutrinos to Gran Sasso), realizzato attraverso una collaborazione di ricerca scientifica internazionale tra Italia e CERN, svolge una serie di specifici esperimenti mirati alla studio delle oscillazioni. Il progetto si chiama in questo modo perchè prevede che un intenso fascio di neutrini generato al laboratorio europeo del CERN (European Organization for Nuclear Research) di Ginevra (Svizzera) venga successivamente “inviato” verso i rivelatori di neutrini installati al laboratorio del Gran Sasso, situato a circa 730 chilometri di distanza. Qui gli esperimenti andranno alla ricerca dei neutrini-tau che si originano nella trasformazione lungo il percorso tra il CERN e il Gran Sasso e confermeranno in maniera diretta l’esistenza delle oscillazioni.