Compie 70 anni la scoperta dei neutrini, ha cambiato la fisica

Il 20 luglio di 70 anni fa veniva pubblicata sulla rivista Science la scoperta che ha cambiato la storia della fisica : due ricercatori americani, Frederick Reines e Clyde Cowan, erano riusciti a rivelare per la prima volta gli antineutrini , confermando così anche l’esistenza degli inafferrabili neutrini . Nel corso del '900, la fisica del neutrino ha assunto un ruolo sempre più centrale nella ricerca fondamentale, ma diverse domande restano ancora senza risposta.

"Per quanto riguarda il neutrino, ci sono ancora molti misteri irrisolti", dice all'ANSA Marco Pallavicini, fisico dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e professore all'Università di Genova. "Ad esempio, non sappiamo ancora se sia una particella diversa dalla sua antiparticella , oppure se neutrino e antineutrino coincidano. Inoltre, non conosciamo ancora il valore della sua massa , nonostante molti esperimenti abbiano cercato di misurarla. Un altro mistero - continua Pallavicini - riguarda l' emissione di neutrini ad altissima energia che sono stati captati, la loro origine astrofisica resta ancora sconosciuta ".

I neutrini vengono chiamati anche ' particelle fantasma ' perché interagiscono così poco con la materia da poter attraversare l’universo senza urtare quasi nulla. Questa loro capacità li rende estremamente difficili da intercettare e consente loro di trasportare informazioni preziose su ambienti altrimenti impossibili da esplorare . "Sia per lo studio delle forze della natura sia per l' astrofisica - afferma Pallavicini - i neutrini sono mezzi di rivelazione e portatori di informazioni unici ".

L' esperimento allestito da Reines e Cowan nel 1956 per riuscire a intercettare questa particella faceva parte di un progetto chiamato Poltergeist , una parola tedesca ('spirito fantasma') scelta proprio per evocare l’elusività del neutrino. Era costituito da una serie di rivelatori contenenti taniche d’acqua e liquidi scintillatori, sostanze che emettono luce quando vengono attraversate da particelle cariche. Questa luce rappresenta il segnale rivelatore dell’interazione dell’antineutrino prodotto nel reattore. " Erano tecnologie nuove per l'epoca - commenta il fisico dell'Infn - che sono poi diventate standard solo molti anni dopo".

Ora, 70 anni dopo, si progettano esperimenti sempre più complessi con l'obiettivo di scrivere nuove pagine della storia della fisica. Tra questi, gli esperimenti Cupid e Legend situati presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'Infn: entrambi sono dedicati a capire se i neutrini corrispondano o meno alle loro antiparticelle.

" Questi due esperimenti scriveranno il futuro della ricerca dei prossimi 10-15 anni ", dice Pallavicini. C'è poi il telescopio sottomarino per neutrini KM3NeT , sempre dell'Infn: una struttura costruita a 2mila metri di profondità al largo della Sicilia progettata per osservare i neutrini provenienti dai luoghi più remoti del cosmo, che dovrebbe raggiungere la sua configurazione definitiva entro il 2030 . Al di fuori dell'Italia, infine, stanno prendendo vita altri grandi esperimenti, come Hyper-Kamiokande , il gigantesco osservatorio di neutrini in costruzione in Giappone, e Juno in Cina. "Questi esperimenti - conclude Pallavicini - miglioreranno drasticamente la conoscenza dei neutrini".