Un passo avanti verso la soluzione di uno dei più grandi misteri di fisica

Da dove proviene tutta la materia dell’Universo? Questo è uno dei più grandi misteri della fisica fondamentale, e alcuni risultati entusiasmanti che sono stati rilasciati proprio oggi 15 giugno 2011 presso l’esperimento internazionale sui neutrini T2K, in Giappone, potrebbero essere un passo importante verso la risoluzione di questo puzzle.

I risultati indicano una intrigante nuova proprietà delle enigmatiche particelle note come neutrini.

Ci sono tre tipi di neutrini (chiamati sapori) – uno che si accoppia con l’elettrone (chiamato neutrino elettronico), e altri due che vanno in coppia con i cugini più pesanti dell’elettrone, i leptoni di tipo mu e tau. Precedenti esperimenti in tutto il mondo avevano dimostrato che questi diversi sapori dei neutrini possono spontaneamente cambiare gli uni negli altri, un fenomeno chiamato “oscillazione di neutrino”.

Due i tipi di oscillazioni erano già stati osservati, ed oggi è arrivato l’annuncio che nel suo primo periodo di funzionamento completo, l’esperimento T2K ha già avuto le prove di un nuovo tipo di oscillazione (la comparsa di neutrini elettronici in un fascio di neutrini muonici). Questo significa che ora abbiamo osservato che i neutrini possono oscillare in ogni modo possibile.

Questo livello di complessità apre alla possibilità che le oscillazioni dei neutrini e della loro controparte, gli anti-neutrini, potrebbero essere diverse. E se le oscillazioni dei neutrini e anti-neutrini sono diverse, questo potrebbe essere l’esempio tanto cercato della violazione della simmetria, quella che i fisici violazione della simmetria CP. Questa potrebbe essere la chiave per spiegare perché vi è più materia che anti-materia nell’universo (un eccesso che non sarebbe potuto avvenire in base alle leggi conosciute della fisica).

L’esperimento è durato dal gennaio 2010 fino all’11 marzo di quest’anno, quando è stato drammaticamente interrotto dal terremoto giapponese. Per fortuna, il team multinazionale del T2K è illeso, e l’elevata sensibilità dei rilevatori è stata in gran parte salvaguardata. Sei eventi di neutrini eletronici sono stati osservati prima del terremoto, mentre la norma dovrebbe essere solo 1,5. Anche se la probabilità di trovarsi di fronte ad un caso fortuito è una su 100, questo non è sufficiente per confermare una nuova scoperta, e il team di scienziati dovrà accontentarsi di chiamarla “indicazione”.

Il prof. Dave Wark dell’Imperial College di Londra, spiega: “La gente a volte pensa che le scoperte scientifiche siano come interruttori che si accendono e il gioco è fatto, ma in realtà ci sono spesso risposte come ‘forse’ , ‘probabilmente’ o ‘quasi certamente’ con cui fare i conti. In questo momento ci troviamo da qualche parte tra ‘probabilmente’ a ‘quasi certamente'”.

Il prof. Kobayashi Takashi del laboratorio KEK in Giappone e portavoce per l’esperimento T2K, ha detto “che esso mostra la potenza della nostra progettazione sperimentale, visto che con solo il 2% dei dati che ci aspettavamo di produrre ci troviamo già delle indicazioni così importanti “.