L’esperimento Opera e la velocità del neutrino andavano presi senza abbandonarsi a conclusioni, tendenti a dimostrare che Einstein avesse sballato tutto.

La formidabile teoria di Einstein, nessuno ancora l’ha smentita e come disse l’astronomo Carl Sagan “affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie” e non esagerazioni giornalistiche.

di Erasmo Venosi
(Astrofisico)

ROMA – La dichiarazione dei fisici che  lavorano all’esperimento Opera sull’erroneità dei neutrini che, viaggiano a una velocità superiore a quella della luce ancora una volta ha scatenato abnormi titoli dei Giornali che, alimentano un pericoloso polverone mediatico: testate giornalistiche autorevoli hanno trattano la vicenda in termini di “vendetta di Einstein”.

Tutta la vicenda in verità è stata caratterizzata da esagerazioni giornalistiche che, mal si coniugavano con le cautele manifestate dai fisici dell’esperimento “Opera” quando hanno annunciato la “scoperta”. I giornali si buttarono senza alcun ritegno sulla notizia che, comportava conseguenze enormi sulle conoscenze che si hanno della  fisica. I fisici di “Opera” non si azzardarono a fornire alcuna interpretazione del fenomeno, assumendo una posizione molto equilibrata ma non allo stesso modo si comportarono i media e il massimo si raggiunse con il ministro Mariastella Gelmini che, mostrò tutta la sua ignoranza sull’argomento.

Le misure sulla velocità del neutrino andavano prese con serietà ma senza abbandonarsi a interpretazioni e conclusioni sgangherate, tendenti a dimostrare che Einstein aveva sballato tutto. In un precedente articolo sull’argomento, manifestammo tutta la cautela immaginabile perché la notizia era rivoluzionaria.

I neutrini sono particelle neutre molto leggere, che molto debolmente interagiscono con la materia: sono di tre tipi (chiamati anche sapori), il neutrino dell’elettrone, del muone e quello del tau. I neutrini svolgono un ruolo fondamentale  nelle reazioni  nucleari e per capire quello che, succede  nella vita delle stelle. L’insieme delle regole che descrivono, tutte le particelle costitutive  dell’Universo è conosciuto  come Modello Standard. In tale modello, i neutrini non hanno massa e questo ha come conseguenza che, non si possono trasformare:  un neutrino elettronico non può trasformarsi in neutrino muonico.

Trenta anni fa gli sperimenti mostrarono che, invece i neutrini hanno massa e quindi possono trasformarsi e questa possibilità viene chiamata dai fisici “oscillazione dei neutrini” e lo studio di queste proprietà sono oggetto dell’esperimento “Opera”. Ma cosa è l’esperimento “Opera”?

Il fine dell’esperimento è misurare la trasformazione (oscillazione) di un neutrino muonico in un neutrino tau. In linea secondaria è stata sviluppata una metodologia che misura la velocità dei neutrini: è misurato il “time of flight” ovvero, quanto tempo intercorre tra la produzione dei neutrini e la loro rivelazione.

Anche il Fermilab di Chicago fece una misura simile con l’esperimento Minos. E ancora in Giappone , l’esperimento Super Kamiokande misurò la velocità dei neutrini proveniente dall’esplosione di una supernova. Insomma nel Mondo gli esperimenti sui neutrini riguardano i flussi che  provengono dal Sole, quelli in  vicinanza  dei reattori nucleari e quelli provenienti dal centro della Terra. Nell’esperimento “Opera” invece, i neutrini arrivano dal CERN di Ginevra e dopo aver percorso 730 Km “si mostrano” al rilevatore “Borexino” del monte Gran Sasso. Rivelatore formato da 200 mila mattoncini di piombo e da emulsioni fotografiche che, permettono di determinare l’energia e le particelle che le hanno attraversato. Un sistema di computer definisce la traiettoria dei neutrini che passano e che  interagiscono con il piombo: viene determinata  la  precisa distanza tra  Cern e Gran Sasso oltre che “momento e punto”, dove si trovavano e dove sono stati prodotti. Tutto questo consente di calcolare la velocità del neutrino.

La produzione dei neutrini avviene da pacchetti di protoni, accelerati in uno degli acceleratori del Cern: i  protoni   vengono successivamente fatti reagire con della grafite creando una particella, un “semino” della materia chiamato pione che, poi si “trasforma” (decade) in un altro costituente elementare della materia chiamato muone che a sua volta si trasforma in elettrone e neutrino.

Per alcuni la questione centrale era conoscere, con estrema precisione il punto e in tempo in cui vengono prodotti i neutrini. La determinazione della velocità come noto non può che, avvenire  attraverso un’analisi statistica (analisi delle funzioni d’onda). La motivazione prevalente addotta dai fisici è che, l’errore è riconducibile al rivelatore ma senza escludere altre cause o concause. Resta integro quello che ci deriva dalla teoria di Einstein che, nessun oggetto può viaggiare più veloce della luce, senza violare per esempio il principio di causalità postulato dalla teoria stessa. Può anche darsi che in Natura la Relatività sia applicabile non totalmente e nei termini da noi conosciuta. Perché no?

Esiste la teoria del campo tachionico che, prevede particelle appunto i tachioni viaggiare a velocità superiore a quella della luce. La Natura ci ha sempre sorpreso per esempio, attraverso la rivoluzione della Relatività e della Meccanica Quantistica. Einstein e la sua formidabile teoria, elegante e potente nessuno l’ha ancora smentita e noi concludiamo con le parole del grande astronomo Carl Sagan “affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie”.

Roma, 5 marzo 2012