Neutrini oltre i limiti, eccesso di velocità da provare

di Manolo De Agostini, 10 ottobre, 2011 06:00

Neutrini più veloci della luce? Forse, ma per ora mica tanto. Dopo l'esperimento svolto in collaborazione tra il CERN e l'Istituto nazionale di fisica nucleare, in cui dei neutrini di tipo muonico hanno viaggiato - almeno così sembrerebbe - oltre la velocità della luce (più di 300 mila chilometri al secondo, arrivando a destinazione 60 nanosecondi prima del previsto), gli scienziati di tutto il mondo hanno dato il via ai loro studi, senza però per ora arrivare a confermare quei risultati. Forse i 30 che non hanno firmato la ricerca lo intuivano fin dall'inizio che non sarebbe stata cosa facile.

Certo, siamo solo all'inizio, e ci saranno sicuramente altre riproposizioni dell'esperimento in varie parti del mondo. Le teorie contemporanee sembrano tuttavia tenere. Sono stati pubblicati decine di studi e osservazioni per avanzare ipotesi su un risultato tanto strano. Suggerimenti che potranno aiutare a capire se il team di scienziati ha sbagliato qualcosa oppure ha fatto tutto a dovere.

Il professor Antonio Ereditato, a capo del team del Gran Sasso che ha realizzato l'esperimento

Carlo Contaldi, fisico di stanza all'Imperial Collage di Londra, suggerisce che nelle loro equazioni i colleghi potrebbero non aver tenuto conto della gravità e dei suoi effetti sugli orologi usati per rilevare il tempo di partenza e arrivo del fascio di neutrini. Il grado di gravità tra il Laboratorio del Gran Sasso e il CERN di Ginevra è differente e perciò uno degli orologi potrebbe aver funzionato leggermente più rapidamente dell'altro, portando a una rilevazione scorretta.

Per rilevare con precisione la velocità dei neutrini il CERN si è avvalso di orologi atomici (TTD, Time-Transfer Device) capace di dare risultati migliori rispetto agli orologi GPS. Questo tipo di configurazione sperimentale, a detta di Contaldi, potrebbe introdurre nei calcoli tre "distorsioni di tempo relativistiche" che devono essere corrette.

Il Laboratorio del Gran Sasso è all'interno della montagna, un aspetto da tenere presente nei calcoli

Gli studiosi Andrew Cohen e Sheldon Glashow ritengono che se i neutrini avessero davvero viaggiato oltre al velocità della luce, avrebbero dovuto irradiare particelle nella direzione da cui sono stati sparati, lasciando dietro di loro una scia rilevabile, a causa del trasferimento di energia che si dovrebbe verificare tra particelle che si muovono a differenti velocità. Poiché i ricercatori non hanno osservato nulla di simile, ne consegue che i neutrini non hanno viaggiato a velocità superluminale e quanto riscontrato è necessariamente dovuto ad altro, probabilmente un errore nelle rilevazioni.

Insomma, ancora oggi ci troviamo nel campo più ampio delle ipotesi, e per ora nessuno si è trovato concorde con le rilevazioni del team che ha svolto l'esperimento, sia teoricamente che sperimentalmente. Purtroppo però tutte le approssimazioni fatte non portano a colmare o a ridurre nettamente quel gap di 60 nanosecondi che separa i neutrini del Gran Sasso dalla velocità della luce.

Chi avanza perplessità però potrebbe essere smentito. Il team di ricercatori potrebbe facilmente rispondere sul tema della gravità, mentre visto che ci troviamo davanti a un fenomeno sconosciuto, non è detto che per forza di cose i neutrini debbano lasciare una traccia. Se così non fosse sarebbe un altro colpo a diverse teorie fisiche attuali.

"Le idee proposte finora puntano molto sull'esistenza dei cosiddetti neutrini sterili", ha dichiarato Giovanni Amelino-Camelia, fisico teorico dell'università La Sapienza di Roma a La Repubblica. "Se già i neutrini normali interagiscono poco con la materia, quelli sterili riducono questa interazione a zero, e ci aprono le porte a un mondo di nuove possibilità. Una di esse è che queste particelle siano le uniche, o quasi, a poter accedere ad altre dimensioni spaziali che per noi restano invisibili".

Fabrizio Tamburini e Marco Laveder dell'università di Padova citano le teorie di Ettore Majorana, fisico teorico italiano vissuto nella prima parte del 1900. "Rileggendo i suoi appunti di circa 80 anni fa mi sono convinto che la sua teoria non è in disaccordo con i dati di Opera. L'idea di Majorana prevede infatti che i neutrini possano avere massa immaginaria. Sarebbero dunque svincolati dai limiti imposti dalle equazioni della relatività e potrebbero viaggiare più veloci della luce". 

Gian Giudice, fisico teorico del CERN, è anch'esso scettico. "Non riusciamo a dare un senso a questo dato. Anche ammettendo che la misura di Opera sia giusta, un neutrino più veloce della luce dovrebbe decadere, e decadendo perdere energia. Ma il rilevatore del Gran Sasso non osserva questa perdita. Si tratta di un dato incompatibile con se stesso. Per spiegarlo dovremmo smantellare troppe leggi della fisica a noi note, ed entrare nelle sabbie mobili".

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