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  • venerdì 28 Ottobre 2011

Il nuovo esperimento dei neutrini

Entro fine novembre la scoperta sulla velocità dei neutrini sarà verificata e messa alla prova, facendo qualche cambiamento

Alla fine di settembre, un gruppo di scienziati annunciò che i risultati di un esperimento in corso da tre anni tra i laboratori del CERN di Ginevra e quelli dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) del Gran Sasso, in Italia, sembravano mostrare che i neutrini potessero viaggiare a velocità maggiori di quella della luce. I responsabili dell’esperimento hanno detto che questo sarà ripetuto nelle prossime settimane con alcune importanti modifiche, per verificare l’affidabilità dei primi risultati.

Questi vennero annunciati con molte cautele il 23 settembre, ma la notizia venne ripresa molto rapidamente in tutto il mondo, date le conseguenze potenzialmente rivoluzionarie della scoperta per la fisica moderna: la velocità della luce è un limite posto alla velocità di tutte le particelle dalla teoria della relatività ristretta formulata da Albert Einstein nel 1905.

Molti scienziati hanno reagito con scetticismo all’annuncio dei risultati di OPERA, la parte dell’esperimento che si occupava di rilevare i neutrini “in arrivo” al Gran Sasso dal CERN di Ginevra. Il fascio di neutrini prodotti a Ginevra veniva diretto verso il laboratorio del Gran Sasso, distante 732 km, dove arrivavano solo una frazione di secondi più tardi (circa due millesimi di secondo). Ma il tempo di percorrenza è risultato essere di circa 60 miliardesimi di secondo più breve del previsto. Per spiegare questa differenza, molti esperti si sono detti sicuri della presenza di un errore di impostazione dell’intero esperimento, un cosiddetto “errore di sistema”, che potrebbe riguardare, ad esempio, la difficilissima sincronizzazione tra i due orologi del CERN e del Gran Sasso. Su ArXiv, un archivio di pubblicazioni scientifiche, sono già stati pubblicati oltre 80 articoli che hanno cercato di spiegare i risultati di OPERA, nella maggior parte dei quali proponendo elaborate soluzioni teoriche.

Le nuove misurazioni
Nella fase dell’esperimento che ha portato ai risultati del 23 settembre, il fascio di particelle dirette verso il Gran Sasso era prodotto in un unico impulso relativamente lungo, di circa 10 milionesimi di secondo. I ricercatori sovrapponevano i tempi di partenza delle particelle da Ginevra e i tempi di arrivo al Gran Sasso, e facevano una media delle loro molte misurazioni.

Nelle nuove misurazioni, le particelle in partenza saranno invece inviate in una serie di brevi intervalli, della durata di uno o due nanosecondi (un nanosecondo è un miliardesimo di secondo) e con un largo intervallo nel mezzo (circa 500 nanosecondi). Questo permetterà di aumentare la precisione delle misurazioni, che sono iniziate da pochi giorni e si concluderanno entro la fine di novembre.

Diverse verifiche dei risultati di OPERA sono comunque già previste per i prossimi mesi. I risultati saranno controllati da due diversi gruppi di ricercatori di altri esperimenti in corso al Gran Sasso, Borexino e Icarus, così come dell’esperimento statunitense Minos e dal giapponese T2K.

Il rilevatore di neutrini OPERA, nei laboratori del Gran Sasso.
foto: CNRS Phototheque/IPNL/Bernard Il/dapd