INFN, ARRIVA LA PROVA DELL’OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI |

INFN, ARRIVA LA PROVA DELL’OSCILLAZIONE DEI NEUTRINI

Inserito da Admin - 18 Giugno 2015

L’esperimento internazionale che ha sede nei laboratori del Gran Sasso dell’Infn ha portato a termine il suo compito: dimostrare che i neutrini muonici possono oscillare in neutrini tau.

Infn di Simone Valesini, Wired.it – È ufficiale: l’esperimento Opera ha raggiunto il suo obbiettivo. Il team internazionale, che lavora all’interno dei laboratori dell’Infn del Gran Sasso, ha individuato infatti il suo quinto neutrino Tau, e questo vuol dire che può annunciare definitivamente la scoperta dell’oscillazione di sapore dei neutrini, ovvero della transizione dei neutrini muonici in neutrini tau. Si tratta, spiegano gli esperti, di una scoperta che potrebbe scuotere le fondamenta del cosiddetto modello standard, perché potrebbe implicare che i neutrini non abbiano massa nulla, come previsto invece dalla teoria fondamentale della fisica quantistica.

La possibilità che i neutrini fossero soggetti a oscillazioni fu osservata sperimentalmente per la prima volta nel 1998, quando venne dimostrato che i neutrini muonici (uno dei tre tipi tipi di neutrino esistenti, insieme a quelli elettronici e tau) prodotti dalle interazioni dei raggi cosmici giungono sulla Terra in numero inferiore a quello previsto. Venne quindi ipotizzato che questi neutrini oscillassero, trasformandosi in neutrini tau (più pesanti), e prese il via Opera (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), per confermare questa possibilità.

Nell’esperimento, fasci di neutrini muonici vengono prodotti al Cern, e viaggiano attraverso la terra per 730 chilometri fino a raggiungere il rivelatore Opera sotto il Gran Sasso, un gigante di 4mila tonnellate e un volume di 2mila metri cubi, dove una piccola frazione di questi interagisce con un rivelatore, che permette di constatare quali particelle sono effettivamente arrivate a destinazione, e verificare quindi se qualcuno dei neutrini muonici partiti dal Cern si è trasformato lungo al strada in un neutrino tau.

Dal 2008 alla fine del 2012 i ricercatori di Opera hanno raccolto dati sui neutrini provenienti dal Cern, dedicandosi al contempo alla loro complicata analisi. Il primo neutrino tau venne quindi individuato nel 2010, seguito da un secondo nel 2012, un terzo nel 2013 e infine un quarto nel 2014. Per effettuare una scoperta nel campo della fisica quantistica esiste però un requisito, che consiste nel raggiungere una precisione statistica di 5 sigma. In questo caso, i ricercatori dovevano trovare un quinto neutrino tau per poter considerare valida la scoperta.

“La rivelazione del quinto neutrino tau è estremamente importante: l’osservazione diretta della transizione da neutrini muonici a tau ha ora raggiunto per la prima volta la precisione statistica di 5 sigma, il livello richiesto per una scoperta nella fisica delle particelle elementari”, spiega Giovanni De Lellis, ricercatore dell’Infn e dell’Università Federico II di Napoli, a capo del team internazionale di Opera. “Possiamo dunque definitivamente annunciare la scoperta dell’apparizione di neutrini tau in un fascio di neutrini muonici”.