Alla ricerca del segreto dei neutrini

Posted on marzo 1, 2010

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Una intrepida particella subatomica ha viaggiato attraverso il sottosuolo del Giappone innescando un rilevatore sul lato opposto del paese, nel corso di un esperimento per svelare il mistero delle oscillazioni dei neutrini. Il risultato potrebbe portarci a rispondere a una domanda molto grande: perché è l’Universo è denso di materia?

Nell’esperimento “T2K” (Tokai-to-Kamioka), un intenso fascio di neutrini è stato generato in un acceleratore di particelle vicino ad un villaggio a nord di Tokai (Tokyo), per giungere fino al super-rivelatore di neutrini Kamiokande a 300 chilometri di distanza. 

I neutrini interagiscono solo con riluttanza con la materia, ma di volta in volta uno tra le migliaia di miliardi di essi avrà la fortuna di colpire un nucleo atomico all’interno del super rivelatore di Kamiokande e creare così un lampo di luce distintivo.

L’obiettivo è quello di comprendere uno strano tipo di metamorfosi subatomico. Queste particelle sono di tre tipi: elettrone, muone e neutrini tau. Da precedenti esperimenti, i fisici sanno che i neutrini spontaneamente mutano e oscillano avanti e indietro da un genere all’altro ma i dettagli sono ancora ignoti.

Con l’esperimento T2K si spera di riempire alcuni vuoti. “Saremo in grado di cercare la comparsa di neutrini elettronici in un fascio di neutrini muone molto più sensibili di quanto non sia stato fatto prima, più di circa dieci volte”, dice David Wark dell’Imperial College di Londra. Ciò potrebbe far luce sul perché noi esistiamo. “Le leggi della fisica dovrebbero portare a alla stessa quantità di materia e antimateria presente nell’Universo”, dice Wark.

Ma poichè la materia e antimateria si distruggono l’un l’altro, ciò avrebbe dovuto portare ad un cosmo pieno di radiazioni e privo quasi del tutto di materia solida. Invece la materia è in qualche modo predominante. “Questo ci dice che ci deve essere una legge della fisica che è diversa per la materia e per l’antimateria,” ha detto  Wark al New Scientist. “Non sappiamo che cosa sia, ma le oscillazioni dei neutrini sono in un posto dove si possono vedere.”

Per testare l’idea, i ricercatori prima testeranno quale frazione di neutrini muone nel fascio del T2K si trasforma in neutrini elettronici. Poi il T2K e altri esperimenti potrebbero confrontare i neutrini e gli antineutrini, per trovare finalmente il motivo per cui il cosmo è diventato così come lo vediamo in relazione all’antimateria.

traduzione a cura di Arthur McPaul
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