La parte interna del rivelatore MiniBooNE ricoperto con 1280 fotomoltiplicatori. Credit: Fermilab Visual Media Services
di Corrado Ruscica
E' quanto emerge da un esperimento di fisica delle particelle realizzato al Fermilab. I risultati sembrano confermare alcuni risultati vecchi di circa 20 anni e che aggiungono, però, dei punti oscuri al modello standard delle particelle elementari. Infatti, questi dati indicherebbero l'esistenza di una nuova particella, ossia un quarto 'sapore' del neutrino.
I risultati dell'esperimento vanno oltre la violazione dei principi fisici di una simmetria fondamentale secondo cui le particelle dell'antimateria si comportano allo stesso modo delle particelle di materia. I neutrini sono particelle neutre che si producono durante il decadimento radioattivo di altre particelle. I cosiddetti “sapori” dei neutrini rappresentano le controparti neutre degli elettroni e dei loro cugini più pesanti, i muoni e i tauoni. In relazione alla proprietà dei “sapori”, i neutrini si trasformano continuamente passando da un tipo all'altro secondo un processo noto come “oscillazione dei neutrini”. Ad esempio, un neutrino elettronico può diventare un neutrino tauonico e poi ancora un neutrino elettronico, e così via.
In precedenza, i fisici credevano all'esistenza di tre diversi sapori associati al neutrino. Tuttavia, in questo esperimento, chiamato Mini Booster Neutrino Experiment (MiniBooNE), i ricercatori hanno rivelato più oscillazioni di quanto sarebbero state possibili assumendo l'esistenza di tre tipi di neutrini. “Questi risultati implicano che o esistono nuove particelle o addirittura nuove forze che non conosciamo” afferma Byron Roe, professor emerito presso il Dipartimento di Fisica. “La spiegazione più semplice ci suggerisce di aggiungere un nuovo tipo di particella, il cosiddetto 'neutrino sterile', che non è soggetto alle normali interazioni deboli”. I tre tipi di neutrini che conosciamo interagiscono con la materia principalmente attraverso la forza nucleare debole che li rende difficili da rivelare. Dunque si ritiene che questa quarta variante del neutrino non interagisca mediante la forza debole perché sarebbe ancora più difficile da rivelarla. “L'esistenza dei neutrini sterili potrebbe aiutare a capire i costituenti dell'Universo”, dice William Louis del Los Alamos National Laboratory.
“Di fatto, fisici e astronomi stanno cercando i neutrini sterili dato che essi potrebbero spiegare in parte, o del tutto, il mistero della materia scura. Non solo, ma essi potrebbero ancora spiegare l'asimmetria della materia presente nell'Universo o perché lo stesso Universo sia composto principalmente da materia anziché da antimateria”.
Insomma, i risultati dell'esperimento sembrano così importanti da influire anche sul modello standard delle particelle elementari. Inoltre, questi risultati sembrano violare la “simmetria carica-parità” in base alla quale le leggi della fisica si applicano allo stesso modo sia per le particelle che per le antiparticelle. “Violazioni di questa simmetria sono state osservate in qualche raro processo di decadimento ma mai con i neutrini” spiega ancora Roe. Naturalmente i fisici sono cauti prima di poter affermare che questi risultati siano statisticamente significativi. Dunque, saranno necessari altri dati e realizzare ulteriori esperimenti prima di escludere le previsioni del modello standard.
Articolo scientifico http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1007/1007.1150v3.pdf
Fonte: http://astronomicamentis.blogosfere.it/2010/11/il-neutrino-avrebbe-un-quarto-sapore.html