Mettendo a fuoco OPERA

UPDATED on 23.02.2012

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Tengo subito a precisare che quanto riporto di seguito non è mio lavoro. E’ un’intervista a Margherita Hack a cura di Emanuela Gialli. Ho deciso di riportarla perché tra qualche anno, se volessi rileggerla - alla luce di nuovi risultati in arrivo dal CERN di Ginevra o dall’INFN del Gran Sasso - saprei immediatamente dove trovarla dato che l’ho copiata pari pari nel diario/blog. 

link all'origine

Il tema dell’intervista è quello della fisica delle particelle nucleari. Io non ne so nulla o pressappoco nulla ma la mia curiosità è tanta. Inoltre un anno fa’ circa, noi del CEA Scuola Blu abbiamo trascorso una giornata nei laboratori di fisica nucleare del Gran Sasso d’Italia e i ricordi di tutte le spiegazioni allora forniteci dai tecnici sono oggi poco vivide. Ricordo solo alcune cose. Una delle cose che ricordo meglio è per esempio la parola OPERA. Ci hanno spiegato che è un progetto di ricerca di neutrini. Ora leggendo questa intervista sto mettendo a fuoco il progetto: neutrini elettronici, muonici o tauonici. E’ un’intervista piacevole da leggere.

Sulle tracce della ‘Particella di Dio’

Hack: il bosone origine della materia

L'astrofisica spiega cosa è successo al Cern

di Emanuela Gialli

E’ arrivato un importante annuncio dal Cern, il secondo in poco tempo. Dopo il neutrino, è la volta del bosone o ‘particella di Dio’, prodotto nell’Acceleratore. L’astrofisica Margherita Hack spiega cosa è realmente avvenuto.

Come già accaduto per il neutrino più veloce della luce, anche questa volta, c’è chi arricchisce di significati la novità scientifica e chi la minimizza. Quanto è importante ciò che hanno rilevato al Cern sul bosone?

Sarà molto importante se riusciranno a confermare i risultati. Alla base di tutto c’è una Teoria e un modello standard di riferimento che spiega tutti i fenomeni osservati per le particelle elementari. Però questa teoria prevede che esista una particella, il bosone, che avrebbe una massa molto maggiore della massa del protone, che è il nucleo dell’atomo di idrogeno, la quale dimostrerebbe come le altre particelle acquistano massa. In un certo senso si potrebbe dire che il bosone sarebbe il babbo o la mamma di tutte le altre particelle. Il bosone però finora era un’ipotesi. Bisognava appunto trovarlo. Siccome c’è equivalenza fra massa ed energia, se abbiamo a disposizione sufficiente energia si può creare una particella. Il Cern disponeva della maggior quantità di energia proprio nella speranza di riuscire a trovare il bosone. Finora ogni risultato era stato negativo. Ora sembra che cominci ad esserci qualche indizio, qualche traccia, di questo bosone. Questo sarebbe molto importante, perché se non si trova il bosone le alternative sono due: o non c’è sufficiente energia per produrlo o la teoria è sbagliata e bisogna cambiarla. Se si riesce a trovare, potrebbe spiegare anche concretamente il modo come si sono create tutte le altre particelle elementari. Quindi aspettiamo il risultato. Che se confermato, sarebbe importante perché arriverebbe a pochi giorni dall’altra sensazionale notizia per la quale il neutrino avrebbe viaggiato a una velocità superiore a quella della luce dal Cern al Gran Sasso.

Perché sono così importanti le particelle elementari?

Perché la materia è fatta di particelle. Noi stessi siamo fatti di particelle. Gli atomi, le molecole che costituiscono il nostro corpo sono fatti di particelle. Vuol dire capire l’intima essenza della materia.

Quanto aggiunge, o aggiungerebbe di fatto se confermata, alla nostra conoscenza questa notizia?
Significherebbe capire cos’è realmente la materia. E’ curiosità: la curiosità di conoscere la natura. Questa curiosità, che sembra non abbia altro scopo che la curiosità stessa, può portare invece a risultati applicativi estremamente importanti. Ad esempio Einstein vinse il premio Nobel all’inizio del Novecento per le sue ricerche sull’effetto fotoelettrico. Sembrava che fosse ricerca pura, che servisse a capire solo la struttura della materia. Mentre dall’effetto fotoelettrico sono derivate tutte le ‘diavolerie’ elettroniche che allietano, o complicano, a seconda dei punti di vista, la nostra vita.

Ancora però non mi sembra sia chiaro perché il bosone viene chiamata ‘particella di Dio’? Spiega l’origine del Mondo?

Spiegherebbe l’origine delle particelle. Ripeto, ‘particella di Dio’ nel senso che sarebbe il babbo e la mamma di tutte le particelle. Quindi il bosone sarebbe l’elemento che spiega la formazione della materia.

Anche il neutrino è una particella. Come definirlo? Dove si trova? A cosa serve?
Il neutrino è una particella che non ha carica, è appunto neutra, con una massa estremamente piccola, tanto che si pensava fino a poco tempo fa che addirittura non l’avesse. Che il neutrino cioè fosse come il fotone, che è una particella di luce priva di massa. Invece la massa c’è, è stata misurata e si sa che è più piccola di un centomilionesimo della massa dell’elettrone. Il neutrino è un po’ strano, birichino, perché cambia aspetto, si può trasformare cioè da neutrino elettronico, in muonico o neutrino tauonico. I neutrini vengono prodotti in gran quantità nelle redazioni nucleari che avvengono all’interno delle stelle, quindi anche nel Sole. E siccome si conosceva bene l’interno del Sole, si sa che temperatura ha, che densità, si sapeva anche che dovevano arrivare tot neutrini e invece se ne trovavano sempre di meno. E questo è stato un grosso mistero negli anni Sessanta: tutte le misurazioni registravano questo difetto, questa mancanza di neutrini. Come mai? Gli scienziati hanno proposto un’idea innovativa, hanno cioè ipotizzato che cambiassero aspetto nel loro viaggio dal centro del Sole alla superficie. Perché allora i misuratori potevano rilevare solo i neutrini elettronici. Però se questi nel corso del viaggio dentro il Sole da elettronici si trasformano in muonici o tauonici, dicevano i ricercatori, non li misuriamo più. Allora è partito l’esperimento “Opera”, dal Cern al Gran Sasso, che consiste nell’inviare fasci di neutrini muonici e vedere se al Gran Sasso arriva un neutrino diverso. Così dopo miliardi di neutrini muonici abbiamo ricevuto un neutrino tauonico, confermando l’ipotesi degli scienziati. Il “mistero del neutrino mancante” è stato dunque risolto. Poi si è visto anche che la velocità è superiore a quella della luce.

Secondo Lei, professoressa Hack, è una coincidenza che nel giro di pochi giorni siano stati fatti due annunci così rilevanti per la scienza? Queste scoperte così ravvicinate,l’una all’altra, entrambe con al centro l’attività del Cern di Ginevra, dove lavorano ricordiamo molti italiani, sono una coincidenza?

E’ un caso.