IN CERCA DI RISPOSTE DAI NEUTRINI

Fantasmi instabili

Così definiti dagli scienziati dell'Excellence Cluster Universe, i neutrini possono rispondere ad alcuni dei più grandi quesiti dell'Universo. Anche grazie agli scienziati italiani.

Neutrini: particelle fantasma con un ego particolarmente instabile. La definizione viene dall ‘ Excellence Cluster Universe, centro tedesco che raccoglie circa 200 scienziati impegnati su alcuni dei più grandi quesiti dell’Universo. Tra tutti i quesiti alcuni sono legati a doppio filo con  i neutrini, particelle individuate sperimentalmente nel 1956, dopo quasi trent’anni da quando la fisica teorica ne aveva previsto l’esistenza. Un tempo lungo, dovuto al fatto che queste particelle sono molto difficili da rilevare: interagiscono con le altre particelle di materia solo per mezzo dell’interazione debole e possono attraversare indisturbate tutta la Terra. La definizione di particelle fantasma è quindi azzeccata.

Così come lo è quella di instabili: neutrini appartenenti a una data famiglia si trasformano spontaneamente in neutrini di un’altra famiglia. A livello matematico, la probabilità di trasformazione può essere valutata conoscendo il valore di tre quantità, dette angoli di mixing: il Theta 12, Theta 23 e Theta 13. Calcolarli non è semplice, soprattutto per Theta 13, il cui valore è molto piccolo e prossimo allo zero. O forse è proprio zero. Una differerenza in apparenza trascurabile ma che in uno spazio-tempo enorme come quello dell’Universo comporta scenari nettamente diversi. Il calcolo definitivo di Tetha 13 potrebbe però arrivare presto, grazie a scienziati italiani. Antonio Palazzo, al momento proprio nell’ Excellence Cluster Universe, e altri fisici dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e dell’Università  di Bari hanno già ottenuto risultati significativi lo scorso giugno e ora puntano su un nuovo esperimento, il Double Chooz, inizato da pochi mesi nella centrale nucleare di Chooz in Francia.

L’esperimento consiste nel generare alcuni anti-neutrini lanciati lungo un percorso che li porta ad essere individuati da due detector: uno posto a 400 metri e l’altro più distante, a circa un chilometro. Misurando la quantità di neutrini che ha cambiato famiglia durante il percorso, si cercherà di risalire ai valori cercati. Le misure andranno avanti per 5 anni ma i primi risultati sono attesi già entro la fine di quest’anno. Determinare l’esatto comportamento dei neutrini, unito ad altri risultati di natura sia sperimentale che teorica, servirà a rispondere ad alcuni dei più grandi misteri della fisica moderna. A partire dal perché nell’Universo primordiale la quantità di materia fosse leggermente superiore a quella di antimateria. Senza questo squilibrio la materia si sarebbe presto trasformata in radiazione e oggi non avremmo galassie, stelle, pianeti né qualcuno intento a misurare il valore di Theta 13.