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lunedì, 3 Ottobre 2022

Neutrini e la quasi straordinaria scoperta del Cern nel 2011

Il 23 Settembre 2011 dei clamorosi risultati di uno studio condotto parallelamente dal Cern e dall'Infn sembravano aver infranto del tutto il muro considerato invalicabile dalla fisica. Tuttavia, l'esperimento ICARUS, è intervenuto qualche mese più tardi a "ristabilire gli equilibri"

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L’esperimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), cominciato nel 2006 e conclusosi alcuni anni più tardi, ha analizzato il fascio di neutrini dal Cern ai Laboratori Infn del Gran Sasso, rilevando per la prima volta il fenomeno dell’apparizione di neutrini tau in un fascio di neutrini muonici.

L’esperimento CNGS/OPERA è stato avviato per indagare un fenomeno stupefacente: l’oscillazione dei neutrini, che in talune condizioni gli permette di essere a volte “muonici” ed altre “tau”. Esistono, per l’appunto, tre tipi di neutrini: muonico, elettronico e tau, il processo della loro trasformazione viene definito come processo di “oscillazione“.

Tale esperimento è stato realizzato con l’intento di verificare il fenomeno della trasformazione dei neutrini muonici, rilevando attraverso il rivelatore Opera l’apparizione di neutrini tau, in seguito al loro viaggio dal Cern fino ai laboratori sotterranei del Gran Sasso. Nel suo risultato finale, OPERA, ha riportato, nel complesso, dieci eventi indicativi della trasformazione dei neutrini da muonici in tau. Tale risultato dimostrava in modo esplicito e inequivocabile che i neutrini muonici oscillano in neutrini tau.

I neutrini muonici che venivano prodotti al Cern con il fascio Cngs giungevano fino ai laboratori Infn del Gran Sasso dopo aver percorso 730 km mediante la crosta terrestre, in 2,4 millisecondi. Un apparato di circa 4mila tonnellate di massa complessiva, costituito da 150mila mattoncini formati da lastre di piombo, con le quali avevano interazione i neutrini, ed emulsioni nucleari per monitorarne le interazioni.
Il tutto, ad una velocità superiore a quella della luce; il muro sarebbe stato infranto a malapena di 60 nanosecondi.

Malgrado questo, il risultato sovvertiva a tal punto le istituzioni vigenti che il gruppo di ricerca ha deciso di attendere tre anni di misurazione ed ulteriori calcoli prima di sottoporlo all’attenzione della comunità scientifica. Una teoria che, se confermata, avrebbe aperto a “prospettive teoriche completamente nuove”, come dichiarò la stessa Margherita Hack.

Secondo la teoria della relatività ristretta, elaborata da Albert Einstein nel 1905, la velocità è una costante: E=mc² – in cui “E” è l’energia, “m la massa ec la velocità della luce. Pertanto, se un un corpo viaggiasse ad una velocità superiore a quella della luce, sarebbe necessario avesse una massa infinitamente grande. Per tale ragione, la velocità della luce è stata considerata un riferimento insuperabile.

L’esperimento ICARUS e la smentita del “fascio di neutrini” più veloci della luce

Con l’esperimento Icarus, che venne coordinato dal Premio Nobel Carlo Rubbia, nel Novembre del 2012, arrivò la seconda smentita dei dati presentati nel settembre 2011 – che lo stesso team di ricerca aveva messo in discussione alcuni mesi dopo, rilevando delle anomalie negli strumenti di misura -, dall’esperimento Opera. I nuovi dati, pubblicati sul sito ArXiv, sono stati basati sull’analisi di sette eventi rilevati con un gigantesco strumento costituito da 760 tonnellate di Argon liquido.

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