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Autore Messaggio
 Oggetto del messaggio: Il neutrino alla velocità della luce
MessaggioInviato: martedì 12 settembre 2006, 8:23 
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Iscritto il: mercoledì 8 febbraio 2006, 17:12
Messaggi: 1764
Località: Torino
«Dal Cern di Ginevra al Gran Sasso in appena 2,5 millisecondi»

12/9/2006 di Gabriele Beccaria


Se la particella che si chiama neutrino è una sfida appassionante per gli scienziati, per chi non ha preso almeno una laurea in fisica a pieni voti è un enigma avvolto in un mistero. Eppure una cosa si è capita, ieri, ai Laboratori del Gran Sasso: l’invisibile neutrino e le sue incredibili metamorfosi giocano un ruolo nell’evoluzione dell’Universo, dal Big Bang fino alla sua fase attuale, dove la materia di cui siamo costituiti domina assoluta sull’antimateria. Un fascio di neutrini è stato sparato dal Cern di Ginevra - il megacentro dove si producono le impalpabili particelle - e in 2,5 millisecondi ha percorso 730 chilometri nel sottosuolo, schiantandosi in un altro centro-bunker, il Gran Sasso, appunto.

«Abbiamo salutato la fine della fase preparatoria e l’inizio dei test: la “consegna” vera e propria comincerà l’anno prossimo», spiega Roberto Petronzio, presidente dell’Infn, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, che gestisce lo storico evento. Poi migliaia di fisici vivranno la loro strana avventura, sepolti sottoterra, davanti ai computer, tra macchine pesanti anche migliaia di tonnellate, negli unici ambienti protetti dove si può studiare indisturbati l’inizio e la fine di tutto.

Professore, come avverranno gli esperimenti?
«Sempre scagliando i neutrini da un tunnel che attraversa in linea retta il sottosuolo per circa 2 km: parte dal Cern ed è puntato sul Gran Sasso. Si propagano senza ostacoli apprezzabili, tanto che, moltiplicato il diametro terrestre per 40 volte, si può osservare al più una sola interazione».

Che cosa avviene durante il viaggio?
«Quella che chiamiamo l’oscillazione: sono di un tipo quando cominciano la corsa e di un altro quando la finiscono, perché si trasformano in una delle tre famiglie: gli elettronici, i muonici e i tau».

Come fate a produrli?
«Con i super-acceleratori. Estraggono altre particelle - i protoni - e le inviano su un bersaglio di carbonio, che a sua volta genera particelle secondarie e instabili, i pioni e i kaoni: queste vengono poi focalizzate in un fascio collimato e inviate in un tunnel dove decadono in muoni e in neutrini».

E al Gran Sasso che cosa accade?
«Qui abbiamo installato un enorme apparato, chiamato “Opera”, che offre la materia su cui i neutrini possono interagire e rivelarsi: le lastre fotografiche con emulsione nucleare, infatti, trattengono le tracce delle interazioni che caratterizzano la specie in cui sono trasmutati i neutrini lanciati originariamente dal Cern. Avremo così la prova definitiva di questo fenomeno fondamentale. Finora veniva dedotto dai test dove si misurava la scomparsa di alcune delle particelle presenti nel fascio alla sua produzione. Stavolta lo vedremo. Successivamente, un secondo esperimento, “Icarus”, di 600 tonnellate, contribuirà a determinare le proprietà dei neutrini».

Perché l’«oscillazione» è così fondamentale?
«Perché all’interno di questi passaggi da una famiglia all’altra si celano i parametri che permettono di spiegare l’originaria simmetria tra materia e antimateria e le condizioni attuali dell’Universo: oggi il cosmo è in una condizione diversa da quella iniziale - nella quale materia e antimateria erano egualmente abbondanti - e a determinarla potrebbero contribuire proprio le interazioni tra neutrini. Inoltre, la maggior parte del cosmo - forse l’85% - è composto da materia ed energia oscura, di cui non conosciamo la natura, e, secondo alcune teorie, nuove specie di neutrini potrebbero essere candidate per la materia oscura, alla quale è legata l’espansione dell’Universo stesso».


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MessaggioInviato: venerdì 15 settembre 2006, 17:26 
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Iscritto il: sabato 9 settembre 2006, 15:09
Messaggi: 64
Non vorrei dire una vaccata (ma non credo, visto che me l'ha detta mia sorella che lavora per l'appunto sui neutrini) ma l'oscillazione dei neutrini è fondamnetale perchè se oscillano, per la meccanica quantistica, devono aver massa, se non oscillano possono non averla...
La risposta data lì mi pare un po' confusa :-D

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MessaggioInviato: mercoledì 4 ottobre 2006, 12:17 
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Iscritto il: martedì 8 agosto 2006, 16:15
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No, non stai dicendo vaccate.

I fotoni, per fare l'esempio di una particella che dovremmo ben conoscere, non hanno massa e possono viaggiare fino alla velocità della luce.

Se i neutrini hanno una massa questa è piccolissima. Dato che sono particelle così sfuggenti non si ha la possibilità di misurarla tramite l'interazione con altre particelle. L'unica traccia sarà data dalla presenza (od assenza) di oscillazione tra i tre di versi stati noti. Dalla percentuale di neutrini che cambiano stato si potrà estrapolare una possibile massa.

Dato che di neutrini ce n'è una quantità inimmaginabile la loro massa, per quanto piccola, può avere un'effetto importante sulla dinamica delle galassie.

Riguardo al discorso del big-bang bisogna premettere che la teoria prevede la creazione di una quantità uguale sia di materia che di antimateria.

Poichè dalle nostre parti di antimateria non se ne vede (per fortuna) si suppone che tutta quella originariamente presente si sia annichilata, portando con se una quantità uguale di materia. La materia attualmente presente è quella rimasta dopo l'annichilazione.

Ma se è rimasta della materia vuol dire che le quantità presenti in origine non erano esattamente uguali ma c'era una disomogeneità a favore della materia. Questa disomogeneità non è facile da spiegare: attribuire massa ai neutrini potrebbe dare ai fisici teorici una scusa per giustificarla.

Non è d'altronde escluso che esistano zone dell'universo (od altri universi, a seconda della teoria abbracciata) in cui la disomogeneità sia caduta a favore dell'antimateria; che sia "anti" l'abbiamo deciso noi in modo arbitrario. All'universo pare non glie ne fregasse un gran chè !-)

Spero di non aver contribuito a confondere le idee.


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MessaggioInviato: giovedì 5 ottobre 2006, 10:04 

Iscritto il: lunedì 18 settembre 2006, 14:18
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Si può sapere quanto tempo ci hanno messo i neutrini per arrivare?

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MessaggioInviato: venerdì 6 ottobre 2006, 9:57 
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tupamaros ha scritto:
Si può sapere quanto tempo ci hanno messo i neutrini per arrivare?


Da dove ? A dove ?


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MessaggioInviato: mercoledì 11 ottobre 2006, 17:29 

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Dal CERN al Gran Sasso, per vedere se la volocità è quella della luce o più bassa!

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MessaggioInviato: giovedì 12 ottobre 2006, 11:34 
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tupamaros ha scritto:
Dal CERN al Gran Sasso, per vedere se la volocità è quella della luce o più bassa!


Non è detto che debbano viaggiare necessariamente alla velocità della luce.

La velocità della luce è la velocità massima teoricamente raggiungibile ma non è detto che possa o debba essere raggiunta.

Nel caso specifico non saprei dirti a che velocità è previsto vengano generati i neutrini. Comunque all'inizio della discussione si parlava di 2.5 ms tra CERN e Gran Sasso. Se ti va di misurare la distanza con un atlante fai presto il conto.

Comunque la velocità non è il metodo utilizzato per decidere se hanno o meno una massa; si cercano le oscillazioni tra tre tipi di neutrino. Dall'esperimento si sa che vengono emessi tutti neutrini di un certo tipo; all'arrivo si controlla se i neutrini sono ancora tutti uguali o se qualcuno si è trasformato in un neutrino di tipo diverso. In base alla percentuale di trasmutazioni individuate si può estrapolare una probabile massa.

Neppure i fotoni viaggiano sempre alla velocità della luce, che raggiungono solamente nel vuoto; quando si propagano in un qualsiasi altro mezzo (anche l'aria) la velocità cala. Inoltre è possibile ridurre (od aumentare) la velocità di gruppo con alcuni "trucchi" quantistici; il record di "rallentamento" della velocità di gruppo è detenuto da un esperimento del 1999, che ha ottenuto una velocità di soli 17 m/s !!!

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Vincenzo

pareva che il mondo fosse diviso in buoni e cattivi. I buoni dormivano meglio... mentre i cattivi sembravano godersi molto di più le ore di veglia


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