Coelum Astronomia 225 - 2018 - Page 73

elettromagneticamente cariche. Non c’è modo di vedere una particella neutra, a meno che non interagisca dando origine a particelle cariche, studiando le quali si possono ricavare informazioni sulla particella neutra che le ha prodotte. I neutrini però interagiscono così poco da essere in grado di attraversare indisturbate il nostro pianeta (e non solo!) da un lato all’altro, senza mai interagire.

Ecco spiegato lo scetticismo della maggior parte della comunità scientifica. Per esempio, Hans Bethe, premio Nobel per la fisica nel 1964, aveva dichiarato che non potesse esistere alcun modo di osservare un neutrino. Cowan e Reines, più ottimisti, avevano posto un rivelatore vicino a un reattore nucleare proprio per massimizzare il numero di neutrini che lo avrebbe attraversato, pari a circa 10.000 miliardi al secondo per centimetro quadrato: in questo modo la probabilità che qualcuno interagisse dando origine a qualcosa di rivelabile aumentava. Per questa scoperta Reines ricevette il premio Nobel per la Fisica nel 1995. Cowan, purtroppo, non visse abbastanza per condividerlo con lui.

Oggi sappiamo che esistono tre tipi (i fisici li chiamano “sapori”) di neutrini: il neutrino elettronico, muonico e tauonico, con i rispettivi anti-neutrini (quelli osservati da Cowan e Reines erano in realtà anti-neutrini). I tre tipi di neutrini sono associati rispettivamente all’elettrone, al muone e al tau, particelle cariche ben più massicce, e tutti insieme sono raggruppati nella famiglia dei leptoni. Quando interagiscono, i neutrini si trasformano nel leptone carico associato.

Furono Melvin Schwartz, Leon Max Lederman e Jack Steinberger, nel 1962, a dimostrare che esistevano almeno due tipi di neutrini, con un esperimento condotto all’acceleratore di Brookhaven in cui videro che da un fascio di neutrini muonici venivano prodotti solo muoni e mai elettroni. Questo risultato valse il premio Nobel per la Fisica nel 1988.

Nel 1991, con un esperimento all’acceleratore LEP del CERN, si ottenne la prova indiretta che esistono solo tre tipi di neutrino, ma è solo nel 2000 che l’ultimo, il neutrino tauonico, viene scoperto, grazie all’esperimento DONUT, presso il Fermilab di Chicago.

Dopo 70 anni di pazienza, sforzi e incredibili sviluppi tecnologici per riuscire a rivelare queste inafferrabili particelle, l’epopea era tutt’altro che conclusa, perché i neutrini avevano in serbo altri rompicapi per i fisici che li studiano.

Oltre a essere prodotti dai reattori nucleari, i neutrini vengono anche dallo Spazio. Tutte le stelle ne producono, in particolar modo durante l’esplosione delle Supernovae. Per esempio, il 23 febbraio 1987, coloro di voi che erano già nati furono attraversati, senza accorgersene, da circa 10.000 miliardi di neutrini prodotti nell’esplosione della supernova SN1987A (per saperne di più, leggi l’articolo su Coelum Astronomia 208)! Anche il Sole, essendo una stella, ne produce moltissimi durante le reazioni di fusione termonucleare che avvengono al suo interno: circa 100 miliardi di miliardi di miliardi di miliardi al secondo… molti dei quali ci attraversano continuamente. Se volete vedere da

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Sopra. Clyde Cowan mentre conduce l’esperimento sui netrini nel 1956 circa.