Premio Nobel per la Fisica 2015- I Neutrini Hanno Massa

L'Accademia Reale Svedese delle Scienze ha assegnato il Premio Nobel per la Fisica 2015 a:

Takaaki Kajita
Super-Kamiokande Collaboration
Università di Tokyo, Kashiwa, Giappone

e

Arthur B. McDonald
Sudbury Neutrino Observatory Collaboration
Queen's University, Kingston, Canada

"Per la scoperta delle oscillazioni del neutrino, la quale dimostra che i neutrini hanno massa"

Cerchiamo di comprendere il significato della ricerca scientifica, oggetto del Premio Nobel.
Scientificando ha pubblicato in passato alcuni post sui neutrini:

► L'Era del Neutrino- Guida Grafica a Quattro Esperimenti Senza Precedenti nel Mondo

► Prof., che cosa sono i neutrini?

► Dal CERN al Gran Sasso il neutrino ha fatto tau!

Coloro che hanno letto quegli articoli sanno già che un neutrino è una minuscola particella subatomica elementare, elettricamente neutra, con spin semi-intero. La parola "neutrino" nasce come diminutivo scherzoso del neutrone, una particella subatomica elettricamente neutra, ma molto più massiva. Il termine è attribuito ad Edoardo Amaldi, un fisico del celebre gruppo di Via Panisperna, che lo coniò durante una conversazione con Enrico Fermi all'Istituto di Fisica di Via Panisperna, appunto.

La ricerca dei neutrini è resa difficoltosa dalla loro elusività, dato che interagiscono molto raramente con la materia, pur essendo le particelle più abbondanti nell'Universo. Tale caratteristica consente loro di non essere assorbiti dalla radiazione di fondo e di attraversare imperturbati regioni che sono opache alla radiazione elettromagnetica, come l'interno delle sorgenti astrofisiche. Inoltre, essendo particelle neutre, non subiscono deflessioni causate dai campi magnetici galattici e intergalattici che impedirebbero di risalire alla direzione di provenienza. Mi sto riferendo ai neutrini di origine astrofisica (da binarie X, resti di supernovae galattiche, nuclei attivi galattici, gamma ray burst o lampi gamma). Ci sono, infatti, anche neutrini solari, neutrini atmosferici, neutrini terrestri, neutrini fossili, accomunati tutti dalla caratteristica di essere sfuggenti. 

Leggete gli articoli summenzionati per saperne di più sulla loro natura e sul loro comportamento.

In sintesi e senza entrare troppo nei dettagli, si può affermare che i neutrini sono importanti perché possono fornirci informazioni sull'origine dell'universo e la sua evoluzione.
All'epoca del Big Bang furono generate molte particelle elementari instabili, che dopo una frazione di tempo dell'ordine del miliardesimo di secondo si sono trasformate in altre particelle instabili, fino a fermarsi ai protoni, elettroni e neutrini, le sole tre particelle stabili che esistono in natura.
Come sappiamo, i primi due tipi di particelle si sono compattati mediante l'azione della forza elettromagnetica e di quella nucleare, formando la materia.
I neutrini sono invece rimasti nell'Universo e sono numerosi, circa qualche migliaio per centimetro cubo. Questi neutrini fossili sono l’analogo particellare della radiazione di fondo che permea l’universo, e si propagano in ogni direzione al suo interno.  Essendo dei residui di eventi, avvenuti nei primi momenti di vita del nostro universo, possono fornirci informazioni importantissime.

Il Premio Nobel per la Fisica 2015 è stato assegnato a Takaaki Kajita e ad Arthur B. McDonald, per i loro contributi chiave agli esperimenti, mediante i quali è stato provato che i neutrini cambiano identità. Tale trasformazione richiede che i neutrini abbiano massa: questa scoperta ha cambiato la nostra comprensione del funzionamento più intimo dell'universo e può rivelarsi fondamentale per la nostra visione dello stesso.

Intorno alla fine del millennio, Takaaki Kajita ha presentato la scoperta che i neutrini atmosferici oscillano tra due identità durante il loro percorso verso il rivelatore Super-Kamiokande, in Giappone.

Nel frattempo, il gruppo di ricerca in Canada, guidato da Arthur B. McDonald, ha potuto dimostrare che i neutrini provenienti dal Sole non scomparivano durante il loro percorso verso la Terra, e che, invece, venivano catturati con una diversa identità arrivando al Sudbury Neutrino Observatory.

Il valore esatto della massa di un neutrino non è ancora noto. Non si può escludere che i neutrini possano essere le particelle che compongono la materia oscura calda.

Potete saperne di più, riguardo alla ricerca, sul sito Nobelprize.org.

Kajita e McDonald divideranno equamente gli 8 milioni di corone svedesi (circa $ 960.000) del premio. A ciascuno dei vincitore saranno assegnati un diploma e una medaglia d'oro nel corso della cerimonia di premiazione, il 10 dicembre prossimo.

Ulteriori informazioni:

► per il pubblico >> link

► riguardo al background scientifico >> link