Storia di un neutrino "mutante"

La collaborazione internazionale dell’esperimento OPERA situato presso i Laboratori nazionali del Gran Sasso dell’INFN, in un seminario tenuto ieri al laboratorio, ha annunciato la rivelazione di un primo evento candidato per l’osservazione delle oscillazioni di neutrino in “apparizione”.

Questa ricerca è condotta da più di tre anni utilizzando un fascio di neutrini di alta energia provenienti dal CERN di Ginevra, a 730 km di distanza della caverna sotterranea dove l’esperimento OPERA è collocato. Tra decine di miliardi di miliardi di neutrini “muonici” sparati dall’acceleratore del CERN, uno solo, dopo essersi “trasformato” (ovvero avere “oscillato”) in neutrino “tauonico”, ha interagito con i complessi rivelatori dell’apparato sperimentale lasciando la sua caratteristica firma: ovvero la produzione di una traccia di meno di due millimetri di lunghezza dovuta alla produzione di un leptone tau.

Questo risultato è di estremo interesse per la comunità dei fisici delle particelle. Le oscillazioni di neutrino, postulate alla fine dagli anni ‘50 dal fisico italiano Bruno Pontecorvo, e scoperte nel 1998 dall’esperimento Super‐Kamiokande in Giappone, sono state da allora studiate in dettaglio da alcuni esperimenti internazionali ma solo in “sparizione”, ovvero cercando la riduzione di un dato flusso di neutrini in viaggio dal punto di produzione al punto di rivelazione, lontano anche centinaia di chilometri da esso.

OPERA è il solo esperimento progettato per la rivelazione delle oscillazioni mediante l’apparizione di neutrini di tipo tau da un fascio di neutrini di tipo mu (muonici). Questo primo evento candidato rivelato dall’esperimento ha una probabilità del 98% di essere attribuito al processo di oscillazione. I fisici però richiedono un livello di confidenza maggiore per affermare l’importante scoperta, che fornirebbe un contributo essenziale alla comprensione della fisica dei neutrini come particelle “massive”. Per raggiungere tale certezza ancora altri eventi dovranno essere rivelati (10 circa sono quelli attesi in tutta la durata prevista per l’esperimento).

Questo risultato, se confermato dai prossimi studi, rappresenterebbe la prova della correttezza dell’approccio sperimentale scelto dai fisici di OPERA, completando in maniera definitiva il “puzzle” dei neutrini “mutanti”, uno degli argomenti di maggiore interesse per le sue implicazioni nei campi della fisica fondamentale, dell’astrofisica e della cosmologia, e in grado di aprire inattesi scenari di “nuova fisica”.