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FISICA/ Il dramma in cinque atti dei neutrini superluminali

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Un acceleratore di particelle (Foto: Infophoto)  Un acceleratore di particelle (Foto: Infophoto)

Prima di entrare nei singoli punti bisogna spendere qualche parola sul sistema GPS, che è l’acronimo di Global Positioning System, cioè Sistema di Posizionamento Globale. Il sistema, gestito dagli Usa, consiste di 31 satelliti che operano su due piani diversi di orbite, a diversa distanza rispetto alla Terra. Questo sistema fornisce posizione e orario in ogni punto sulla Terra, inviando segnali che vengono captati da antenne, decodificati e interpretati da GPS receivers. In questo modo il sistema non solo riesce a fornire la posizione, ma anche  sincronizza in ogni momento orologi posti in posizioni diverse.

I segnali inviati dai satelliti utilizzano onde elettromagnetiche con frequenze intorno ai 1200-1500 MegaHertz. Correzioni sono introdotte dal sistema stesso per tener conto degli effetti dovuti alla gravitazione (spazio curvo della Relatività Generale), dello stato della ionosfera che, se perturbato o meno, può cambiare il suo indice di rifrazione, della rotazione della Terra (effetto Sagny-Coriolis).

Al Cern e al Gran Sasso sono istallati due orologi atomici. Questi possono subire piccole imprecisioni temporali, ma vengono continuamente corretti e sincronizzati dai segnali GPS, captati dalle antenne istallate al Cern e al Gran Sasso attraverso i GPS receivers.

Se riprendiamo i cinque steps menzionati sopra, possiamo dare qualche ulteriore informazione.

1 -Dall’acceleratore del Cern viene estratto il fascio accelerato di protoni a tempi fissi. I protoni incidono su un bersaglio materiale producendo particelle di tutti i tipi. Attraverso più sistemi di magneti viene selezionato un fascio di mesoni pigreco (pioni), che è ben focalizzato e assume la forma di un pennello con raggio trasversale di pochi millimetri. I pioni che viaggiano in un tubo a vuoto, decadono durante il loro percorso, emettendo neutrini. Il punto in cui i neutrini vengono prodotti nel tubo a vuoto non è molto importante in quanto ambedue le particelle, quella che decade ed il suo prodotto, hanno la velocità praticamente uguale a quella della luce. Quindi l’errore che può scaturire da questa non conoscenza è di qualche frazione di nanosecondo. è invece di grande importanza avere una valutazione al nanosecondo del tempo che intercorre fra l’estrazione del fascio dall’acceleratore e il momento nel quale tale fascio attraversa la zona del tubo a vuoto, nel quale il pione decade.

2 - Al Cern viene misurata la distanza fra l’antenna ivi istallata ed il punto di produzione del neutrino , cioè, come detto prima, la distanza rispetto al tubo a vuoto ove avviene il decadimento del pione. Tale misura viene eseguita da gruppi esperti di topografia mediante istallazione di antenne di servizio e GPS  receivers onde eseguire le triangolazioni necessarie. La precisione di tali misure è dell’ordine di alcuni millimetri o di un centimetro.



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