Proposta nel 1930 da Wolfang Pauli, uno dei padri della fisica moderna, per spiegare un’apparente violazione della conservazione dell’energia nel decadimento dei raggi beta, la particella prese il nome con cui oggi la indichiamo, solo tre anni dopo. Neutrino, così la battezzò infatti il nostro Enrico Fermi. Il nome  ci dice  che è si tratta di una particella neutra, cioè che non ha carica elettrica, e che la sua  massa  è molto piccola. Ci sono voluti 26 anni perché il neutrino fosse sperimentalmente osservato. Questa osservazione valse, seppure 40 anni dopo, nel 1966 il premio Nobel per la Fisica ai suoi scopritori, i fisici Conwan e Reines.

Intanto negli anni ’60 si era sviluppato il Modello Standard, il modello che descrive  la materia e le interazioni cui essa è soggetta, e il neutrino si era saldamente conquistato un posto nella tabella delle particelle elementari. Anzi di neutrini ne vennero ipotizzati (e successivamente scoperti) tre, uno per ognuna delle famiglie di particelle richieste dal Modello Standard. Al neutrino elettronico, (quello del decadimento beta ipotizzato da Pauli) si aggiunsero il neutrino muonico e poi quello tauonico. I nomi che i fisici danno alle loro particelle sono spesso ruvidi e difficili da ricordare. Qui i nomi svelano che, come il neutrino ipotizzato da Pauli è uno dei prodotti del decadimento dell’elettrone, i suoi due cugini sono presenti nei decadimenti delle particelle muone e tau.

Una inarrestabile “pioggia” di neutrini investe la Terra da miliardi di anni. Prodotti dal nostro Sole, dalle altre stelle e dall’impatto dei raggi cosmici nella nostra atmosfera, circa 60 miliardi di neutrini al minuto traversano ogni centimetro quadrato del nostro corpo. Essi interagiscono molto poco con la materia che attraversano, tanto che traversano tutto il sistema solare e la terra da parte a parte, praticamente senza colpo ferire (buon per noi e per la nostra salute). Per questo i neutrini sono stati a lungo considerati, ipotesi successivamente abbandonata, possibili candidati per la soluzione di uno dei maggiori enigmi irrisolti della fisica moderna, quello della materia oscura (*) Tempo fa i neutrini sono stati anche accusati di viaggiare a velocità maggiore di quella della luce nel vuoto. Troppa grazia. Albert si è rigirato nella tomba, non se ne è fatto più nulla e tutto si è concluso con una sonora smentita (**).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sappiamo tutti cosa succede quando spingiamo un bambino su una  altalena.

Come il pendolo  di un orologio, l'oscillazione va, per quanto possibile, in una

direzione, quindi ritorna verso l'altro lato  poi dietro nuovamente, continuando

questo movimento, avanti e indietro, per un lungo tempo. Queste oscillazioni,

o cambiamenti periodici da uno stato all'altro e viceversa, sono molto comuni

in natura. Liberando la  fantasia potremmo dire che Clark Kent oscilla nel suo

alter  ego Superman e poi di nuovo a  Clark Kent. Il neutrino oscilla tra i suoi

stati elettronico, muonico e tauonico con un tempo di oscillazione dipendente

dalla sua energia.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ma veniamo al problema della massa. Il Modello Standar assume che i neutrini abbiano, come il fotone, massa nulla. L’ipotesi che i neutrini potessero avere una, seppur infinitesima massa, venne avanzata dal fisico italiano Pontecorvo, già negli anni 50. Tutti i tentativi di misurarla sono falliti ma l’idea di Pontecorvo è tornata attuale quando lo studio dei neutrini solari ha mostrato un’anomalia tra il flusso di neutrini elettrone provenienti dal nostro sole e i valori previsti dalla teoria che descrive l’attività delle stelle. Se i neutrini hanno una massa, quantunque piccola, essi si trasformano l'uno nell'altro periodicamente nel tempo tramite un processo quantistico detto oscillazione. Questa oscillazione, questa danza tra i vari tipi di neutrino, spiega quindi la anomalia osservata.

I fisici dell’esperimento T2K - una collaborazione internazionale composta  da più di 400 fisici provenienti da 11 paesi di 3 continenti - a cui l’Italia contribuisce con i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, hanno oggi annunciato (***) di avere osservato la trasformazione di neutrini muonici in neutrini elettronici. Un fascio di neutrini muonici prodotto nei laboratorio J-Park a Tokai sulla costa orientale del Giappone viene diretto verso il laboratorio di Super Kamiokande a 275 km sulla costa occidentale. La distanza tra i due laboratori è tale da ottimizzare la probabilità che il neutrino muonico si presenti nel rivelatore posto a 275 km di distanza come un neutrino elettronico. E’ la prima volta che tale oscillazione viene osservata. Un risultato di grande importanza nella definizione degli aspetti ancora insoluti del Modello Standard, un altro passo verso la completa definizione del modello in attesa del prossimo cambio di paradigma scientifico.(flf)

Per saperne di più:

(*) - http://www.esplica.it/home/educational/brevi-notizie-di-scienza/184-la-materia-oscura-fa-le-bizze

- http://www.esplica.it/home/educational/brevi-notizie-di-scienza/179-la-materia-oscura-e-attorno-a-noi

(**)

https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=164861163630471&id=145597725474432&comment_id=444893&offset=0&total_comments=4

(***) -

http://scienzapertutti.lnf.infn.it/index.php?option=com_content&view=article&id=1765:da-tokai-a-kamioka-inseguendo-i-neutrini&catid=663&Itemid=497

La recente edizione di InfinitaMente, festival di scienze e arti, tenutasi come di consueto a Verona a marzo, ha offerto lo spunto durante la conferenza "Attrazione magnetica o estrogeni?" della Prof.ssa Adriana Maggi - Università di Milano - per evidenziare le differenze tra maschi e femmine, tra le quali un accenno è stato dato anche alle differenze nel cervello. Anche se in media il cervello maschile è leggermente più grande e pesante di quello femminile, tuttavia quest'ultimo presenta una notevole differenza nel "corpo calloso", ovvero quel fascio di fibre che mette in comunicazione i due emisferi del nostro cervello: il corpo calloso è risultato infatti essere superiore come spessore e quindi come quantità di fibre nervose di collegamento. Questa differenza sembra indicare quindi una maggiore facilità del cervello femminile nella comunicazione tra i due emisferi, grazie alla quale riesce ad esempio, in casi estremi come un ictus a minimizzare i danni (l'ictus appare invece più invalidante nei maschi). Una maggior connessione tra i due emisferi consentirebbe inoltre al cervello femminile una sorta di ragionamento parallelo più sviluppato, capace - come diceva il prof. Pancheri  in una intervista di diversi anni fa "...di influenzare le decisioni al di là della logica. L’intuito [..] altro non è che il risultato di un ragionamento parallelo che una parte del cervello ha continuato a portare avanti al di fuori della coscienza e che è andato a influenzare una logica sequenziale rigida, fornendo una soluzione diversa al problema preso in esame. Le donne sono più intuitive dell’uomo grazie alle maggiori connessioni tra i due emisferi”. (rs)

Per saperne di più:

Intervista a Paolo Pancheri a cura di Arianna Gasparini, Supplemento Corriere Salute al Corriere della sera del 21 maggio 2000.

La comunità scientifica è in attesa del secondo atto dopo la quasi-scoperta della particella di Higgs annunciata al Cern nel dicembre del 2011. La conferma, o la eventuale (ormai improbabile) smentita, sono previste entro il 2012, quindi ormai i tempi si fanno stretti. E' probabile che in vista delle conferenze estive, l'annuncio venga diffuso entro luglio, probabilmente nella prima metà del mese. Quando l'annuncio avverrà tra pochi giorni sapremo se l'Higgs è stato infine scoperto. A meno di un nuovo annuncio di quasi-scoperta che certo non farebbe buona impressione. Se l'annuncio sarà positivo la sua massa potrebbe essere tra 120 e 125 GeV cioè una massa pari a circa 137 volte quella del protone. Come è noto l'Higgs è l'ultima particella mancante del Modello Standard alla cui ricerca i fisici si dedicano ormai da 40 anni. Tuttavia la sua scoperta attorno ai 125 GeV di massa pone molti più problemi di quanti risolva. Con un Higgs ancora più leggero, l' universo sarebbe instabile rischiando ad ogni momento una transizione di fase capace di distruggerlo. Al valore di massa ormai circoscritto dai dati già dal dicembre scorso, l'universo sarebbe invece in uno stato metastabile rendendo la nostra vita come abitanti di questo universo solo "spericolata" (vedi seminario  Masiero) . Un evento di transizione, seppure non escluso, è infatti poco probabile almeno in tempi compatibili con la stessa età dell'universo. La teoria della supersimmetria, che prevede per ogni particella una compagna migliaia di volte più pesante, rimetterebbe tutto a posto fornendo un modello dell'universo definito, stabile, compreso, senza più problemi. Come molti fisici vorrebbero. (flf)

Per saperne di piu:

HIGGS BOSON, DARK MATTER and LHC: "La grande sfida della Nuova Fisica" (A.Masiero)

Interactions NewsWire #54-12 22 June 2012

"Novità in arrivo sul Bosone di Higgs" - Galileo

Una struttura di fibre disposte regolarmente su vari livelli, che si intersecano ad angolo retto. Una specie di grid-like o , se preferite una Manhattan-map. Questa la nuova rappresentazione della rete neuronale del cervello. Fin ora la configurazione dei collegamenti che trasmettono segnali tra diversi punti del cervello umano veniva ottenuta con la immissione nel singolo neurone di traccianti migranti lungo di esso. Una tecnica applicabile solo su cervelli morti ed in piccola scala. Ora con la applicazione di una tecnica non invasiva, quella della Risonanza Magnetica Nucleare , è stato possibile studiare in vivo la organizzazione della immensa ragnatela di collegamenti della materia bianca cerebrale nell’uomo e in molti altri mammiferi. Rappresentata con colori che differenziano le varie funzioni, la rete cerebrale appare simile ad un arcobaleno distribuito su vari livelli, un tessuto policromo con una inattesa trama ad angolo retto. Questa nuova ricerca, con la regolare mappa che fornisce, costituisce probabilmente il punto di partenza per una nuova era di studi sul cervello. Una delle prime considerazioni riguarda il fatto, inatteso, che i fasci neuronici siano tra loro "tessuti" secondo angoli retti. La prima ipotesi, anche se da confermare, è affascinante. I nostri neuroni sono avvolti da guaine isolanti di mielina che schermano le reciproche induzioni delle correnti elettriche che li percorrono. Queste guaine protettive sono pero un'innovazione evolutiva recente. In stadi meno avanzati dell'evoluzione, le guaine di mielina erano assenti. L' incrocio ad angolo retto minimizzava il cross-talk tra neuroni. Un modo per ridurre l'interferenza tra i segnali elettrici e facilitare una corretta codifica del loro contenuto informativo. (flf)

Per saperne di più:

Rivista Wired