Dopo 30 anni, una nuova ipotesi su un rompicapo di fisica

Nessuna nuova particella , ma un’ approssimazione utilizzata nei calcoli teorici : dopo più di 30 anni è questa la nuova spiegazione alla cosiddetta ‘ anomalia del gallio ’, un’osservazione sperimentale che ha dato filo da torcere ai fisici , fino a ipotizzare l’esistenza di una nuova particella, il neutrino sterile , come il possibile indizio di una nuova fisica. A proporre la nuova ipotesi è la ricerca pubblicata su Physical Review Letters e condotta dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, con le sue sezioni di Cagliari e Torino.

L’anomalia del gallio risale agli anni Novanta , quando gli esperimenti Gallex , ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn, e Sage , attivo presso il Baksan Neutrino Observatory in Russia, utilizzarono grandi quantità di gallio per studiare i neutrini elettronici . In questi esperimenti, quando un neutrino elettronico era catturato da un nucleo di gallio-71, si creava un elettrone e un neutrone del nucleo si trasformava in un protone, generando così un nucleo di germanio-71 .

Contando gli atomi di germanio prodotti, si risaliva al numero di neutrini catturati . Il numero osservato , però, era sistematicamente inferiore di circa il 20% a quello previsto : di qui ‘l’anomalia del gallio’, confermata in seguito anche in Russia e dalla quale è nata l’ipotesi di un neutrino sterile . Questa particella , non prevista dalla teoria di riferimento della fisica, il Modello standard , è stata finora considerata l’ anticamera di una nuova fisic a.

“Il nostro lavoro indica una possibilità differente: l' anomalia potrebbe non derivare da una nuova particella, ma da un'a pprossimazione incorporata nel calcolo teorico della sezione d'urto di cattura del neutrino ,” dice Matteo Cadeddu, ricercatore Infn e coordinatore dello studio. “Il risultato non dimostra ancora definitivamente che l’anomalia del gallio sia dovuta a un’approssimazione,” sottolinea Luca Ferro, dottorando presso l’Università di Cagliari e ricercatore Infn, coautore dello studio. “Il passo successivo – aggiunge - sarà quello di verificare questa possibilità attraverso calcoli microscopici di struttura nucleare , che permettano di determinare con maggiore precisione come avviene la transizione di neutrini ed elettroni nei nuclei di gallio e germanio ”.