Il Premio Nobel per la fisica ai neutrini di Takaaki Kajita e Arthur McDonald

Scoperte fondamentali per la comprensione di storia, struttura e destino dell'Universo

[6 ottobre 2015]

Neutrino 1

La Kungliga Vetenskapsakademien, l’Accademia reale svedese delle scienze ha assegnato il Premio Nobel per la fisica 2015  al giapponese Takaaki Kajita ed al canadese  Arthur B. McDonald, «per il loro contributo chiave agli esperimenti che hanno dimostrato che i neutrini cambiano identità. Questa metamorfosi richiede che i neutrini abbiano massa. La scoperta ha cambiato la nostra comprensione del funzionamento più intimo della materia e può rivelarsi fondamentale per la nostra visione dell’universo».

Kajita è nato nel 1959 a Higashimatsuyama e lavora da sempre all’università di Tokyo, dove dirige l’Istituto per le ricerche sui raggi cosmici. Arthur B. McDonald, è nato nel 1943 a Sydney, in Canada e attualmente è professore emerito alla Queen’s University.

Alla fine degli anni ’90 Kajita, grazie al Super-Kamiokande detector,  aveva scoperto che i neutrini dall’atmosfera cambiano identità, nello stesso tempo un tream di ricerca guidato da  McDonald ha potuto dimostrare che i neutrini provenienti dal Sole non scompauiono nel loro cammino verso la Terra, ma assumono un’identità diversa che è stata compresa grazia al Sudbury Neutrino Observatory.

Le due scoperte hanno così risolto il rompicapo dei neutrini sul quale i fisici stavano studiando da decenni: rispetto ai calcoli teorici del numero di neutrini, nelle misure effettuate sulla Terra mancavano fino a due terzi dei neutrini, solo grazie agli esperimenti di Kajita e McDonald si è  scoperto che i neutrini avevano modificato la loro  identità. «La scoperta ha portato alla conclusione di vasta portata che i neutrini, che per lungo tempo sono stati considerati privi di massa, devono avere qualche massa, per quanto piccola – spiegano all’Accademia reale svedese delle scienze –  Per la fisica delle particelle si è trattato di una scoperta storica. Il Standard Model of the innermost workings of matter è stato un incredibile successo, dopo aver resistito a tutte le sfide sperimentali per più di 20 anni. Tuttavia, dato che richiedono che neutrini non siano privi di massa, le nuove osservazioni hanno mostrato chiaramente che lo Standard Model non può essere la teoria completa dei costituenti fondamentali dell’universo».

Dopo i fotoni, le particelle di luce, i neutrini sono quelle più numerose in tutto il cosmo. La Terra viene  costantemente bombardata di neutrini. Molti i neutrini vengono creati nelle reazioni tra le radiazioni cosmiche e l’atmosfera terrestre. Altri sono prodotti nelle reazioni nucleari all’interno del Sole.  Migliaia di miliardi di neutrini passano ogni secondo attraverso il nostro corpo. Quasi nulla può fermarli: i neutrini sono le particelle elementari più sfuggenti della natura.

In tutto il mondo sono in corso esperimenti per  catturare i neutrini ed esaminare le loro proprietà e l’accademia svedese delle scienze conclude che «Nuove scoperte sui loro segreti più profondi possono a cambiare la nostra attuale comprensione della storia, della struttura e del destino futuro dell’Universo».