La Federico II su Nature – In copertina, sulla rivista Nature, lo studio che fornisce indicazioni, sempre più stringenti, sull’esistenza di una differenza nel comportamento dei neutrini e delle loro antiparticelle ossia gli antineutrini.
Tale studio è stato realizzato da un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica della Federico II con la collaborazione T2K che, da oltre 10 anni, studia i fenomeni connessi alle oscillazioni dei neutrini.
I nuovi risultati dimostrano che il fenomeno dell’oscillazione si verifica con probabilità diverse per i neutrini rispetto agli antineutrini. In termini tecnici l’effetto prende il nome di Violazione CP .
Questa ricerca apre uno spiraglio nella comprensione della netta prevalenza della materia sull’antimateria.
La copertina ritrae l’interno del rilevatore Super-Kiamokande equipaggiato con oltre 11.000 occhi elettronici capaci di catturare la luce prodotta dagli elusivi neutrini nelle interazioni con l’acqua purissima di cui è riempito.
L’esperimento T2K è una collaborazione internazionale a cui hanno partecipato: L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) affiancato dai contributi delle sezioni INFN e dalle università di Napoli, Padova, Roma Sapienza. Oltre che l’Università e Politecnico di Bari e i Laboratori Nazionali di Legnano dell’INFN.
“Questo risultato premia i molti anni di sforzi per costruire, mettere in funzione e operare uno degli apparati più complessi mai realizzati in questo settore”. Sono queste le parole di Gabriella Catanesi, responsabile per l’INFN e componente del comitato esecutivo dell’esperimento. La Catanesi poi termina il suo discorso: “Siamo molto orgogliosi e soddisfatti. Ma non ci fermiamo certamente qui. Stiamo lavorando per migliorare ancora il nostro apparato per essere in grado di fronteggiare le sfide dei prossimi anni”.
COME FUNZIONA ?
Per misurare questo fenomeno un potente fascio di neutrini, o antineutrini, muonici viene prodotto nel complesso di acceleratori per la ricerca (JPARC) presso il villaggio di Tokai, in Giappone.
I neutrini vengono prima misurati vicino al luogo di produzione e poi intercettati dal gigantesco rivelatore sotterraneo Super-KamioKiande. Tale rilevatore si trova a Kamioka, nei pressi della costa occidentale del Giappone, a 295 km di distanza.
Durante questo tragitto, infatti, i neutrini ( o gli antineutrini) muonici possono “oscillare”, trasformandosi in neutrini (o antineutrini) di tipo elettronico.
IL RISULTATO
Il risultato T2K ha trovato che il numero di antineutrini muonici che oscillano in antineutrini elettronici è inferiore rispetto a quello dei neutrini muonici oscillanti in neutrini elettronici.
Tale esperimento ha raggiunto un livello di significatività statistica sull’esistenza della Violazione CP solo dopo aver analizzato i dati per nove anni. La probabilità che tale fenomeno non esiste è inferiore allo 0,03%.
Questo risultato apre quindi la strada a delle scoperte future.
La nuova generazione di esperimenti, attualmente in preparazione ( DUNA negli USA e HyperKamiokande in Giappone) in cui è coinvolto l’INFN, potrebbe contribuire a dare una risposta al problema dell’antimateria “mancante” nei prossimi dieci anni.
CHI HA REALIZZATO IL PROGETTO?
La collaborazione internazionale che ha realizzato tale progetto vanta circa 500 scienziati di 67 istituzioni e provenienti da 12 paesi.
Per le ricerche svolte con il rilevatore Super-Kiamokande il fisico giapponese, Takaaki Kajita, nel 2015 ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica condiviso con il fisico canadese Arthur McDonald.
Nello stesso anno, per aver lavorato a tale progetto, i componenti della collaborazione T2K, sono stati premiati con il prestigioso “Breakthrough Prize for Fundamental Physics”.
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