Scienza

A proposito di neutrini, fisica e futuro: un team del Politecnico di Bari premiato da Zuckerberg in California

Il team pugliese ha partecipato con successo all’esperimento “Tokai to Kamioka” (T2K) in Giappone, vincendo il prestigioso Breaktrhough Prize for Fundamental Physics.

Vi ricordate l’entusiasmo alle stelle nel 2011 quando per qualche giorno si diffuse la notizia che voleva i neutrini più veloci della luce? Notizia smentita da ulteriori test nei giorni successivi, sull’onda della gaffe dell’ex ministro Gelmini, convinta dell’esistenza di un tunnel sotterraneo che collegava Ginevra con il Gran Sasso (con tanto di partecipazione del Governo italiano nella sua costruzione, con un impegno economico di circa 45 milioni di euro).
Quattro anni dopo i neutrini tornano protagonisti, prima con il Premio Nobel per la Fisica 2015 assegnato al giapponese Takaaki Kajita e al canadese Arthur McDonald, poi il Breaktrhough Prize for Fundamental Physics vinto da un team internazionale che ha visto la partecipazione in prima linea del Politecnico di Bari.

Cosa sono i neutrini

In fisica delle particelle il neutrino è una particella subatomica elementare di massa estremamente piccola, che non si è ancora riusciti a misurare, e priva di carica elettrica. Appartiene al gruppo dei leptoni e alla famiglia dei fermioni (così chiamati in onore di Enrico Fermi). Queste particelle interagiscono molto raramente con la materia: possono infatti attraversare indisturbate enormi spessori e persino un intero pianeta (la Terra, per esempio).

L’esistenza del neutrino venne postulata nel 1930 da Wolfgang Pauli per spiegare lo spettro continuo del decadimento beta (cioè il decadimento radioattivo, ovvero una delle reazioni nucleari spontanee attraverso le quali elementi chimici radioattivi si trasformano in altri con diverso numero atomico). Fu studiato anche da Enrico Fermi nel 1934 ma scoperto solo 22 anni dopo, nel 1956, dai fisici Clyde Cowan e Fred Reines nel corso di un esperimento eseguito al reattore a fissione di Savannah River (Georgia, USA), che mostrò reazioni indotte proprio da neutrini liberi.

Lo studio sui neutrini ci consegna importanti informazioni in molti campi della fisica, dalla struttura della materia alla cosmologia, e promette di rivoluzionare l’attuale paradigma scientifico (il modello standard della fisica) mettendo in discussione Einstein e la Relatività.

A proposito di neutrini, fisica e futuro: un team del Politecnico di Bari premiato da Zuckerberg in California

L’osservatorio giapponese Super-Kamiokande

Le particelle fantasma

Proprio a causa della loro carica nulla e della massa infinitesima, i neutrini sono chiamati anche “particelle fantasma”. Nell’agosto di quest’anno al Fermilab (Fermi National Accelrator Laboratory) di Batavia (Illinois, USA), gli scienziati dell’esperimento NOvA (NuMI Off-Axis Neutrino Appearance) hanno annunciato l’osservazione delle prime oscillazioni del neutrino, ovvero la sua trasformazione da un “sapore” ad un altro: elettronico, muonico e tauonico, a seconda di come interagiscono con altre particelle.

Il Fermilab può contare su un finanziamento di 278 milioni di dollari per sei anni, durata prevista per completare lo studio del fenomeno. Il neutrino non viene analizzato solo negli Stati Uniti, ma anche in Italia grazie a macchinari enormi e molto complicati, come Opera e Borexino nei Laboratori dell’Istituto nazionale di fisica nucleare sotto il Gran Sasso, oppure il Superkamiokande in Giappone e particolari rilevatori al Polo Sud (Ice Cube) e in Siberia. Nello scorso novembre al largo di Portopalo di Capo Passero, in provincia di Siracusa, ancorato a tremila e cinquecento metri di profondità è stata installata la prima delle otto torri dell’osservatorio per neutrini KM3NeT-Italia per realizzare una matrice tridimensionale di sensori per la rivelazione e la misura di neutrini astrofisici di alta energia.

A proposito di neutrini, fisica e futuro: un team del Politecnico di Bari premiato da Zuckerberg in California

Parte del team T2K alla premiazione del Breakthrough Prize

Tokai to Kamioka

La conferma della capacità di mutazione dei neutrini è stata dimostrata con l’esperimento internazionale Tokai to Kamioka (T2K), progetto che mobilita complessivamente oltre 500 studiosi, provenienti da 59 istituti di ricerca in 11 paesi del mondo. Tra questi c’è l’Italia e c’è Vincenzo Berardi, professore associato di Fisica sperimentale del Politecnico di Bari, dipartimento interateneo di Fisica “Michelangelo Merlin”.

È un riconoscimento importantissimo alla qualità della nostra ricerca

Lo scorso 9 novembre a Mountain View, in California, il team T2K ha vinto il prestigioso Breaktrhough Prize for Fundamental Physics «for the role in the discovery and study of neutrino oscillations», consegnato, tra gli altri, da Mark Zuckerberg. Nell’esperimento T2K, un fascio di neutrini muonici viene prodotto a Kamioka, sulla costa orientale giapponese, e inviato a 295 chilometri di distanza dove viene intercettato dal gigantesco rivelatore Super-Kamiokande. Gli italiani sono stati coordinati da Maria Gabriella Catanesi, della sede locale dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. La ricerca non finisce qui: il premio infatti non è altro che uno stimolo (tradotto in supporto economico) per proseguire la ricerca sui neutrini, molto giovane e con ancora tanta strada da percorrere. Sicuramente una strada più lunga del fantomatico tunnel Ginevra – Gran Sasso.
@LuS_inc

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