martedì 1 giugno 2010

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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cartella Neutrino Tau

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.


13 commenti:


  1. Ma la difficoltà di rilevazione sta nella strumentazione o nella rarità/velocità del cambiamento?
    E poi leggevo che non sarebbe comunque sufficiente, come massa, a compensare la massa mancante, che è un po' quello che tutti si aspettano da questo genere di scoperte.
    Al di là di questo, l'effetto sorprendente, per me, oltre l'esiguità delle cose conosciute, è una sorta di imbarazzo di fronte ai fenomeni della natura.
    Sembrano impalpabili. Anche quando scopri leggi che funzionano accade, dopo un certo lasso di tempo, che spiegavano la natura in maniera superficiale e che un'altra legge li spiega meglio. Sembra un processo senza fine.
    Forse è solo una sensazione.
    Ho la convinzione (per alcuni versi assurda) che dalla comprensione del funzionamento della mente, potrà venire un passo avanti decisivo nella definizione di ciò che rappresenta un fenomeno della natura o di ciò che è solo un limite delle conoscenze.
    Ben ritornata mia cara, è bello risentirti.
    Dacci la mail del riparatore, che lo subissiamo di SBRIGATI!!!!!!!
    Paopasc

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  2. E' proprio così: gli amici ci sono nei momenti belli, ma soprattutto in quelli difficili!

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  3. Ma la difficoltà di rilevazione sta nella strumentazione o nella rarità/velocità del cambiamento?

    Il cambiamento non è raro, visto che sono circa i due terzi dei neutrini solari a  trasformarsi in neutrini muonici e tauonici. La difficoltà potrebbe consistere nella strumentazione e nella rapidità dell'oscillazione neutrinica.

    E poi leggevo che non sarebbe comunque sufficiente, come massa, a compensare la massa mancante, che è un po' quello che tutti si aspettano da questo genere di scoperte.

    Su questa affermazione avrei dei dubbi. Ti riferisci alla massa neutrinica non rilevata nell'emissione solare?

    Sembrano impalpabili. Anche quando scopri leggi che funzionano accade, dopo un certo lasso di tempo, che spiegavano la natura in maniera superficiale e che un'altra legge li spiega meglio. Sembra un processo senza fine.
    Forse è solo una sensazione.


    No, non è una sensazione. E' la realtà delle cose. I fenomeni naturali sono lì. E' l'essere umano con la sua finitezza che deve compiere enormi sforzi per decifrarli. E questo lavoro di decifrazione non è mai compiuto. Però anche in ciò è il fascino della vita.

    Ho la convinzione (per alcuni versi assurda) che dalla comprensione del funzionamento della mente, potrà venire un passo avanti decisivo nella definizione di ciò che rappresenta un fenomeno della natura o di ciò che è solo un limite delle conoscenze.

    Perché assurda? Direi invece che c'è molto di sensato. La  geometria dei frattali assimila l'Universo e la mente a due complessi frattali. La comprensione della mente e dell'Universo procedono di pari passo...

    Il ritorno non è definitivo, Pa. E il povero tecnico non ha colpa. E' subissato da richieste di riparazioni.

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  4. utente anonimo2 giugno 2010 00:45

     Cara Annarita, mi sono letta tutto ho visto
    grandioso  i laboratori  del Gran Sasso
    Mi sono vista il video e non solo quello che hai
    postato tu ma anche gli altri .

    Come ben sai non sono in grado di lasciare 
    un commento su quello che è la scoperta.
    Ma ho capito che è importante questa scoperta, anche perchè
    la studiano da tempo.

    La scienza è bella perchè non si arresta mai 
    è giusto che sia cosi 

    La tua mancanza sul blog si vede
    e si sente.
    Le notizie che ci dai sono 
    apprezzate da tanti 
    anche da me che faccio fatica 
    solo a leggerle.

    Grazie a te ho visto
    anche i laboratori del Gran Sasso.
    e mica è poco.

    Un bacione e grazie 
    e non sparire.
    Ciao 



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  5. Sì, l'osservazione del neutrino-tau è un evento molto imortante che conferma quello che già da tempo si ipotizzava.

    Hai ragione, Rosaria! La Scienza non si ferma perchè senza di essa non ci sarebbe evoluzione.

    Ti ringrazio delle belle  parole lasciate su Scientificando.

    Un abbraccio grande.
    annarita

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  6. Ciao, mia moglie, sorgentediluce, mi ha spinto da te e trovo che hai problemi... mi spiace tanto... Nel frattempo mi faccio un giro fra i tuoi post.
    Ciao Annamaria.

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  7. Cara Annarita, tu sai quanto siano attese da parte mia notizie come quella che ora tu ci dai. Si mette subito in moto la mia mente e nascono idee di riflesso non sempre balzane.
    Ma lasciando da parte questo lato, peraltro assai avvincente, sbaglio o ti vedo un tantino nostalgica per il mondo della ricerca scientifica? Ti deve essere costato molto rinunciarvi per dedicarti alla scuola che tutto ti dà ma...
    Abbracci,
    Gaetano

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  8. Benvenuto, Michele! Purtroppo i problemi tecnici non sono ancora risolti, ma appena possibile passerò a farti una visita.

    A presto!
    annarita

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  9. Caro Gaetano, e pensa che il mio campo di ricerca era proprio quello delle particelle elementari! All'epoca, rinunciare fu abbastanza doloroso, ma non ritornerei indietro. La scelta fu motivata...e poi, non svolgerò ricerca scientifica, ma mi dedico pur sempre alla ricerca didattico/metodologica, che mi piace molto.

    Abbracci.
    annarita

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  10. Bellissimo articolo!
    E il titolo è un colpo di genio!

    Saluti,
    Gianluigi!

    P.S.: ai problemi tecnici non avevo fatto caso, visto che ultimamente ho un po' staccato la spina (tranne che in un paio di occasioni)...

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  11. Grazie dell'apprezzamento, Gianluigi.

    Ciao.
    annarita

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  12. Grazie, finalmente ci ho capito qualcosa! Il tuo mestiere vero è fare la divulgatrice scientifica. Come mai da qualche notizia sparata da incompetenti televisivi si accennava al fatto che in questo caso si sarebbe superata la velocità della luce? E quale sarebbe la differenza in soldoni tra i tre tipi di neutrini? 
    Questa ricerca , in qualche modo è legata al famigerato e introvabile bosone? 
    Te lo chiedo perché magari faccio un pezzettino anch'io sull'argomento, anche se sono completamente estraneo alla materia (cerebrale intendo).

    Enrico

    RispondiElimina

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