SCIENZA&LIBRI/ Il fantasma dell’universo. Che cos’è il neutrino

- Lorenzo Mazzoni

Un testo dedicato alla conoscenza dei neutrini, ai metodi di osservazione, e alla loro importanza per lo studio di molti fenomeni fisici, sia a livello subatomico, sia a livello cosmico.

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Dalla copertina del libro

Potremmo commentare questo testo, in modo un po’ banale, con una frase fatta: «tutto quello che avreste voluto sapere sui neutrini e non avete mai osato chiedere». Ma anche se è vero che il testo è proprio un compendio esaustivo di tutto ciò che riguarda i neutrini, l’orizzonte è ben più vasto che non quello dello studio di una singola particella.
Infatti i neutrini sono coinvolti in una varietà di situazioni che riguardano le particelle elementari: il neutrino nel libro è una specie di Virgilio che accompagna il lettore nell’esplorazione di una varietà di fenomeni fisici che riguardano sia il microcosmo che il macrocosmo.
Ma entriamo in modo un po’ più particolareggiato nei contenuti del testo. Si inizia con la individuazione del neutrino come particella (ipotizzato per la prima volta da Pauli nel 1939, deve il suo nome a Fermi che coniò il termine «neutrino » nel 1933). Ciò da modo di esporre nel primo capitolo, in modo divulgativo ma rigoroso, il Modello Standard delle particelle elementari.
Nel secondo capitolo si affronta la questione (che verrà ripresa con riferimenti sperimentali più precisi in capitoli successivi) della massa del neutrino. In realtà esistono tre tipi di neutrini, associati rispettivamente all’elettrone, al muone, al tauone. La prima domanda è: i neutri i hanno una massa? Ebbene sì, grazie al fenomeno dell’«oscillazione» dei neutrini, cioè il passaggio da un tipo di neutrino ad un altro durante il loro percorso. Questo fenomeno non sarebbe possibile se i neutrini non avessero una massa.
Il fenomeno dell’oscillazione non consente di misurare la massa, ma solo di dire che esiste. Ma tanto è bastato a conferire un premio Nobel nel 2015 a chi ha misurato questa oscillazione [si veda: Premio Nobel per la Fisica 2015 in Emmeciquadro n. 59 – Dicembre 2015]. Il testo non ne parla perché…è stato scritto nel 2015, ma prima dell’assegnazione del Nobel!
I capitoli successivi sono dedicati alle sorgenti di neutrini, e questo comporta l’analisi di una grande varietà di fenomeni fisici. La curiosità è che la sorgente più vicina…siamo noi, cioè il nostro corpo, grazie al decadimento beta dell’isotopo 40K, producendo circa 5000 neutrini al secondo.
Di particolare interesse lo studio dei neutrini di origine solare, per almeno due motivi. Il primo è che i neutrini ci consentono informazioni sui processi di fusione che avvengono nel Sole (e quindi anche nelle altre stelle).
Il secondo è il giallo del deficit di neutrini osservati, rispetto alle previsioni teoriche, che è stato la premessa della scoperta del fenomeno dell’oscillazione (i neutrini elettronici mancanti si sono trasformati in altri tipi di neutrini), e quindi della conferma dell’esistenza della massa dei neutrini.
Ma è anche di interesse lo studio dei neutrini terrestri, cioè provenienti dall’interno della Terra, che possono darci informazione sulla struttura del nucleo terrestre e dei fenomeni che in esso avvengono.
Ma i neutrini arrivano anche dalle profondità dello spazio cosmico, per cui esiste un’astronomia neutrinica, che non solo ha una grande importanza negli studi cosmologici, ma può anche contribuire a svelare qualche mistero riguardante la materia oscura.
Vengono anche descritti dispositivi sperimentali per la misura dei neutrini, come KamLAND in Giappone e Borexino nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (si veda al riguardo: La scoperta dei Geoneutrini in Emmeciquadro n° 39 – Agosto 2010) , o IceCube nell’Antartide.
Un capitolo è anche dedicato alle sorgenti artificiali di neutrini, reattori nucleari e acceleratori di particelle. In particolare l’emissione neutrinica dei reattori è utile per studiare il fenomeno dell’oscillazione dei neutrini.
Il testo si conclude con una panoramica dei laboratori sotterranei in cui nel mondo si studiano i neutrini e in particolare si accenna alla storia e allo sviluppo dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, di cui l’autrice è stata la direttrice.


Lucia Votano

Il fantasma dell’universo.
Che cos’è il neutrino

Carocci editore – Roma 2015

Pagine 166 – Euro 13,00

Recensione di Lorenzo Mazzoni
(Redazione Emmeciquadro – Già docente di Matematica e Fisica al Liceo Scientifico)

© Pubblicato sul n° 62 di Emmeciquadro


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