OPERA, nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso - da INFN

OPERA, nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso - da INFN

Per la prima volta al mondo, nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), è stata osservata in modo diretto la trasformazione di un neutrino.

I neutrini sono particelle subatomiche che esistono in tre tipologie differenti: muonici, elettronici e tauonici. Per le loro caratteristiche hanno possibilità molto piccole di interagire con la materia che attraversano, tanto che un ipotetico muro di piombo dello spessore di un anno luce potrebbe fermare solo metà dei neutrini che lo attraversano.
Dal 2007 il CERN di Ginevra lancia ogni giorno decine di milardi di neutrini muonici verso il Gran Sasso, bombardando un bersaglio di grafite con protoni accelerati. I miliardi di  neutrini coprono i 732 km di distanza tra i due laboratori in 2,4 millisecondi, viaggiando ad una profondità massima di 11,4 km, ma solo una ventina di loro vengono catturati dalle apparecchiature dei laboratori del Gran Sasso.

Ad aspettare i neutrini c’è OPERA, il rilevatore dei LNGS, che ha un volume di 2.000 metri cubi e pesa 4.000 tonnellate. Il rilevatore principale di OPERA è costituito da 150.000 mattoncini, ognuno dei quali pesa 8,3 chili ed è formato da 56 lastre di piombo di 1 mm di spessore, intervallate da pellicole di emulsione fotografica ultrasensibile.

Dopo tanti tentativi finalmente OPERA ha fotografato un neutrino tau, prova del fatto che il neutrino mu si è trasformato, ovvero ha oscillato, provando di conseguenza di possedere una massa.

Il fenomeno dell’oscillazione dei neutrini era stato teorizzato da Bruno Pontecorvo, fisico italiano del gruppo dei “ragazzi di via Panisperna” di Enrico Fermi, già alla metà del ‘900. Questa teoria spiega tra l’altro come mai sulla Terra giungessero meno neutrini elettronici di quelli che teoricamente vengono emessi dal Sole.

L’implicazione più importante della scoperta dell’oscillazione del neutrino è sul Modello Standard elaborato dai fisici per spiegare l’Universo, in cui i neutrini non hanno una massa. Sarà necessario quindi rettificarlo, fornire nuove spiegazioni e iniziare nuove ricerche con tutte le possibili implicazioni in cosmologia, nell’astrofisica e nella fisica delle particelle.

“L’esperimento OPERA ha centrato il suo primo obiettivo rivelando un neutrino di tipo tau ottenuto dalla trasformazione di un neutrino di tipo mu avvenuta durante il percorso da Ginevra al Laboratorio del Gran Sasso.” dice Lucia Votano, direttore dei Laboratori del Gran Sasso dell’INFN. “Questo importante risultato arriva dopo un decennio di intenso lavoro della Collaborazione con il supporto del Laboratorio e ne conferma ancora una volta la posizione leader tra i laboratori sotterranei nel mondo dedicati alla fisica astroparticellare”.

Per approfondimenti: INFN