Cosmologia

Big Bang o Big Crunch ? Un test storico : "la grande corsa dei neutrini". Da Ginevra ... al Gran Sasso - a cura di pfls

samedi 9 septembre 2006.
 


Lunedì verranno "sparati" dai laboratori del Cern, in Svizzera

Attraverso il sottosuolo in pochi attimi arriveranno in Abruzzo

-  Da Ginevra al Gran Sasso
-  la lunga corsa dei neutrini

Fisica, le misteriose particelle protagoniste di un test storico

di CLAUDIA DI GIORGIO (www.repubblica.it, 09.09.2006)

ROMA - L’hanno chiamata "la grande corsa dei neutrini", ed è uno degli esperimenti più spettacolari e complessi della fisica di questi ultimi anni, una collaborazione internazionale in cui l’Italia, attraverso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ricopre un ruolo di primissimo piano.

Lunedì prossimo un fascio di neutrini, forse le particelle più misteriose ed elusive tra tutti gli ingredienti della materia, comincerà a viaggiare sotto terra dalla Svizzera all’Abruzzo, percorrendo in pochi millesimi di secondo gli oltre settecento chilometri che separano i laboratori europei del Cern a Ginevra da quelli dell’INFN sotto il Gran Sasso.

Prodotto artificialmente grazie all’acceleratore SPS del Cern (lo stesso di cui si servì Rubbia per le ricerche che lo portarono al Nobel), il fascio di neutrini sarà "sparato" da un tunnel a 60 metri sotto il suolo, ma durante la sua corsa penetrerà nella roccia fino a 11 chilometri di profondità. Senza lasciare alcuna traccia, però, dato che una delle caratteristiche dei neutrini è la loro scarsissima interazione con la materia : basti pensare che in ogni momento la Terra, esseri umani compresi, è attraversata da 120 milioni di neutrini per metro cubo.

Il che può suonare rassicurante per la nostra integrità, ma è una pessima notizia per chi studia queste particelle, che sono difficilissime da catturare : per afferrarne poche decine all’anno servono grandi masse e strumenti estremamente sofisticati.

Difatti, all’arrivo (che avverrà una manciata di attimi dopo lo "sparo") i neutrini troveranno ad aspettarli un gigantesco rivelatore chiamato OPERA, una struttura da 1800 tonnellate e alta una trentina di metri, costruita nella sala C dei laboratori sotterranei del Gran Sasso proprio allo scopo di "guardare" le particelle spedite dalla Svizzera, al quale l’anno prossimo si aggiungerà un secondo rivelatore, ICARUS, che osserverà i neutrini con precisione ancora maggiore.

Ma per vedere cosa ? Per dirla nel gergo dei fisici, lo scopo dell’esperimento è verificare se durante il viaggio alcuni dei neutrini si sono trasformati, "oscillando" da uno all’altro dei tre "sapori", o tipi, in cui sono conosciuti. In pratica, poiché i neutrini sparati da Ginevra sono tutti di tipo mu (o muonici), se al Gran Sasso arriverà qualche neutrino di tipo diverso si avrà la prova diretta che i neutrini oscillano. E poiché, dice la meccanica quantistica, tutto quello che oscilla è dotato di massa, si avrà la prova diretta e definitiva che anche queste sfuggenti particelle hanno una massa.

Della massa dei neutrini fino ad ora si è avuta solo la prova indiretta, ma malgrado sia piccolissima ha conseguenze enormi per il destino dell’universo. Nel cosmo, i neutrini sono diffusissimi, e aggiungendo la loro massa a quella totale nota finora, si ottiene una forza di gravità la cui attrazione è in grado di bloccare l’espansione dell’universo, invertendone la rotta. Materia ed energia potrebbero quindi tornare ad avvicinarsi, ripercorrendo all’indietro il cammino compiuto a partire dal Big Bang. Finché un Big Crunch, una grande implosione, segnerebbe la fine del cosmo, almeno come lo conosciamo ora.

L’esperimento che partirà dopodomani potrebbe, insomma, far riscrivere parecchi libri di testo. Sarà "un evento scientifico di rilevanza mondiale", come dissero Carlo Rubbia e Antonino Zichichi, che quasi sei anni fa tennero a battesimo l’inizio dei lavori. E che lunedì, assieme al ministro della Ricerca Mussi e ad altri grandi fisici italiani come Nicola Cabibbo e Luciano Maiani, saranno anche loro al Gran Sasso, a salutare l’arrivo di questi microscopici messaggeri dell’universo.

(9 settembre 2006)


Sul tema, nel sito, si cfr. :

L’UNIVERSO E LA NOSTRA SCONFINATA IGNORANZA. Al CERN di Ginevra sta per essere avviato l’Lhc (Large Hadron Collider). Vedremo che cosa è successo immediatamente dopo il Big Bang. Il resoconto di una visita sul posto di Fabrizio Ravelli


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