Neutrini, il Cern annuncia una "svolta significativa"
Scoperta epocale al Cern di Ginevra: per la prima volta gli scienziati sono riusciti ad osservare l'interazione di neutrini, le particelle più "sfuggenti" dell'universo
Il Large Hadron Collider (LHC) è l’acceleratore di particelle più grande e potente del mondo: al LHC si deve, tra le altre cose, l’epocale scoperta del Bosone di Higgs, la cosiddetta particella di Dio rilevata al Cern di Ginevra nel 2012. Oggi gli scienziati impegnati nell’analisi dell’accelerazione delle particelle sono ad un punto di svolta che potrebbe essere altrettanto epocale: per la prima volta nella storia sono state infatti rilevate delle interazioni tra neutrini.
Le prime tracce dei neutrini
Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review D, illustra i risultati delle osservazioni condotte negli ultimi tre anni all’interno del programma scientifico del Large Hadron Collider. L’esperimento FASER (Forward Search Experiment), guidato dall’Università della California, è infatti iniziato nel 2018: il suo scopo è quello di cercare nuove particelle ultraleggere e di analizzare l’interazione dei neutrini “in accelerazione”.
Tra le particelle subatomiche, il neutrino è particolarmente complesso da studiare, in quanto la sua carica elettrica è nulla, perciò le sue possibilità di interazione con il resto della materia sono davvero limitate.
In fisica delle particelle si dice che per catturare la metà dei neutrini che attraversa la materia sarebbe necessario un improbabile “muro di piombo spesso un anno luce”: l’esperimento che si è svolto negli ultimi tre anni al Cern si è servito dell’acceleratore di particelle, ma ha in effetti previsto anche l’utilizzo di strati di piombo e tungsteno e di un’emulsione nucleare.
I 27 chilometri di magneti superconduttori che costituiscono l’anello del LHC riescono a far viaggiare le particelle subatomiche a velocità prossime a quelle della luce, consentendo così di osservare gli effetti delle collisioni tra atomi. Tra questi effetti, c’è la possibilità che dalle collisioni emergano delle particelle ultraleggere, che possono così essere studiate – spesso per la prima volta.
Accadde col Bosone di Higgs ed avviene oggi con il neutrino, la particella elementare meno conosciuta e più complessa da indagare, di cui si è osservata traccia per la prima volta.
L’esperimento Faser
Durante le collisioni prodotte all’interno dell’acceleratore di particelle del Cern, alcuni dei neutrini prodotti dalle collisioni vanno a scontrarsi con i nuclei dei metalli del rilevatore di emulsione nucleare che è al centro dell’esperimento.
È grazie ad un “muro di piombo”, per l’appunto, che i neutrini diventano visibili: generato quindi dalla collisione con i nuclei di piombo e tungsteno, il viaggio dei neutrini all’interno degli strati di emulsione nucleare ha lasciato delle tracce, dando agli scienziati per la prima volta la possibilità di osservarlo.
Sono state osservate, nel corso dell’esperimento, sei interazioni di neutrini: ciò non è soltanto un’importante svolta che ci consentirà di comprendere meglio la natura dell’universo, ma dimostra anche l’efficacia degli strumenti testati per l’esperimento FASER. “Questa svolta significativa” afferma Jonathan Feng, co-autore dello studio, “è un passo verso lo sviluppo di una comprensione più profonda di queste particelle sfuggenti e del ruolo che svolgono nell’universo”.
Prima del progetto FASER, infatti, non era mai stato rilevato alcun segno di neutrini all’interno di un collisore di particelle. Siamo quindi appena all’inizio di un nuovo corso per quanto riguarda la conoscenza delle particelle elementari di cui si compone il nostro universo.
Dal 2022, infatti, è prevista l’attivazione di FASERν, un nuovo rilevatore di emulsioni nucleari molto più grande e sensibile di quello che ha condotto all’importante scoperta e che, secondo gli scienziati, sarà in grado di “registrare più di 10.000 interazioni di neutrini” già a partire dal prossimo esperimento.
