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Neutrini per spiegare la nascita dell’Universo

Fisici impegnati nell’esperimento ‘T2k’ hanno confermato oggi in via definitiva di aver osservato un nuovo tipo di oscillazione in cui un neutrino muonico si trasforma in un neutrino elettrone.

Lo studio, secondo gli scienziati, potrebbe essere utile a spiegare uno dei grandi misteri della scienza e cioè perchè il nostro mondo attuale sia dominato dalla presenza di materia, mentre la quantità di antimateria è trascurabile.

L’annuncio – informa una nota del Politecnico di Bari – è stato dato a Stoccolma nel corso della conferenza ‘European Physical Society’.

L’oscillazione di neutrini – è spigato nel comunicato – è la manifestazione di un fenomeno di interferenza quanto-meccanica su larga scala. In particolare, l’osservazione di questo nuovo tipo di oscillazione apre la strada alla possibilità di studiare la violazione di parità nel settore dei leptoni a sua volta indissolubilmente associata all’asimmetria materia antimateria nell’universo. Questo fenomeno è già stato osservato tra i quarks.

La violazione di parità fra tipi di neutrini nelle prime fasi di vita dell’universo potrebbe spiegare appunto il perchè della proporzione attuale tra materia e antimateria.

L’esperimento ‘T2k’ è stato costantemente monitorato da una collaborazione internazionale composta da oltre 400 fisici provenienti da 59 differenti istituzioni e 11 diversi Paesi su 3 continenti. La collaborazione italiana vede la partecipazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, attraverso i gruppi delle sezioni di Bari, Napoli, Padova e Roma, e delle Università ad esso associate.

Nel 2011 la collaborazione aveva per prima dato indicazioni sull’esistenza di questo processo. Adesso con 3,5 volte più dati questa trasformazione viene definitivamente provata.

Nell’esperimento un fascio di neutrini muonici è prodotto nel complesso di acceleratori per la ricerca denominato J-Parc, localizzato presso il villaggio di Tokai nella prefettura di Ibaraki, sulla costa est del Giappone. Il fascio di neutrini, adeguatamente monitorato da un insieme di rivelatori posti nel complesso di J-Parc, viene inviato a 295 chilometri di distanza dove viene intercettato dal gigantesco (50.000 tonnellate) rivelatore Super-Kamiokande collocato all’interno delle miniere di Kamioka vicino alla costa ovest del Giappone. L’analisi dei dati del rivelatore Super-Kamiokande correlata con i tempi di arrivo dei neutrini da J-Parc ha rivelato la presenza di più neutrini elettronici (per un totale di 28) rispetto a quelli aspettati (4,6) in assenza di questo nuovo processo. Adesso che T2k ha stabilito l’esistenza di questa forma di oscillazione, che è a sua volta sensibile agli effetti dovuti alla violazione di parità, diventa possibile iniziare una ricerca sistematica di questi fenomeni.

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