Il neutrino ha una massa, ora c’è la prova: osservata per la prima volta una oscillazione

L’Aquila – Una scoperta scientifica, anzi una dimostrazione indubitabile, destinata a cambiare la fisica e non solo: bisognerà rivedere il modello standard, ovvero la descrizione – valida fino ad oggi – della natura e dell’Universo che conosciamo. Al centro di tutto i neutrini, le elusive particelle che creano dubbi e generano perplessità egli scienziati, almeno fino a questo storico maggio 2010. Dopo oltre tre anni di ricerche e miliardi di miliardi di particelle in viaggio da una parte all’altra dalle Alpi all’Appennino, nei laboratori nazionali del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, è stata osservata per la prima volta al mondo una metamorfosi del neutrino in modo diretto. La trasformazione, cioè, di un tipo di neutrino in un altro. Una scoperta che apre le porte a una nuova fisica. Serviranno ovviamente altre osservazioni di neutrini “mutanti” per avere la certezza definitiva della scoperta.
Il fenomeno è stato osservato dall’esperimento internazionale OPERA: il neutrino, al termine di un viaggio che lo ha portato dal laboratorio europeo del CERN (da dove è stato “sparato” in fasci puntati verso il Gran Sasso) fino all’interno della montagna abruzzese (730 chilometri di corsa sotto la crosta terrestre in soli 2,4 millisecondi, velocità prossima a quella della luce) ha mutato la propria natura: un’impresa resa possibile dalla collaborazione tra CERN e laboratori dell’INFN del Gran Sasso nel progetto CNGS.
Un solo neutrino “mutante” (in termini fisici si parla di oscillazione) da muonico a tau, è stato osservato dagli scienziati su miliardi di miliardi di neutrini lanciati dal CERN e arrivati ai laboratori dell’INFN dal 2007. Questo risultato, infatti, è una forte indicazione del fatto che i neutrini hanno una massa e che possono oscillare passando da una “famiglia” a un’altra. 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.
OPERA è un esperimento progettato e realizzato da un folto gruppo di ricercatori, provenienti da università e istituti scientifici di Belgio, Corea, Croazia, Francia, Germania, Giappone, Israele, Italia, Russia, Tunisia, Svizzera e Turchia. In particolare in Italia i ricercatori coinvolti nel progetto afferiscono all’università e sezione INFN di Bari, all’università e sezione INFN di Bologna, ai laboratori nazionali INFN di Frascati, ai laboratori nazionale INFN del Gran Sasso, all’università de L’Aquila, all’università Federico II e sezione INFN di Napoli, all’università e sezione INFN di Padova, all’università La Sapienza e sezione INFN di Roma, all’università di Salerno.
I risultati vengono presentati oggi in anteprima alla comunità scientifica internazionale dal prof. Antonio Ereditato, spokesperson dell’esperimento Opera, ai Laboratori Nazionale del Gan Sasso presso la sala conferenze Fermi.
Antonio Ereditato spokesperson di OPERA collaboration, ha dichiarato: “Un risultato importante che premia tutta la Collaborazione OPERA per i tanti anni di forte impegno, e che prova la correttezza delle nostre scelte sperimentali. Siamo fiduciosi che a questo primo evento ne seguiranno altri per dimostrare pienamente l’apparizione delle oscillazioni di neutrino”.
Lucia Votano, direttore dei Laboratori del Gran Sasso dell’INFN: “L’esperimento OPERA ha centrato il suo primo obiettivo rivelando un neutrino di tipo tau ottenuto dalla trasformazione di un neutrino di tipo muonico avvenuta durante il percorso da Ginevra al Laboratorio del Gran Sasso. Questo importante risultato arriva dopo un decennio di intenso lavoro della collaborazione con il supporto del Laboratorio e ne conferma ancora una volta la posizione leader tra i laboratori sotterranei nel mondo dedicati alla fisica astroparticellare”.
“Questo successo è dovuto alla tenacia e all’inventiva dei fisici della comunità internazionale, che hanno designato un fascio di particelle apposta per l’esperimento.-dichiara Roberto Petronzio, presidente Istituto Nazionale Fisica Nucleare – In questo modo è stato coronato dal successo il disegno originale del Gran Sasso: i Laboratori infatti furono costruiti orientandoli in modo tale da poter ricevere dei fasci di particelle dal CERN”.
Eugenio Coccia, ex direttore dei Laboratori Gran Sasso: “Avendo diretto i LNGS durante tutta la realizzazione dell’esperimento Opera e i primi anni di invio del fascio di neutrini, in un periodo non facile per il territorio del Gran Sasso, posso testimoniare come questo successo sia figlio di un gioco di squadra. Vi hanno preso parte la passione dei membri dell’esperimento, la perseveranza dello staff del Laboratorio e la lungimiranza della dirigenza dell’INFN.”
(Nelle immagini una “carta di identità dei neutrini” e l’apparato per l’esperimento OPERA)