PREMI/ Eccellenza scientifica italiana, nel nome di Fermi

Il nome di Fermi è un po’ il simbolo della fisica moderna italiana ed è giusto che il più prestigioso riconoscimento per studiosi in questa disciplina si intitolato a lui. GIANPAOLO BELLINI

15.09.2017 - int. Gianpaolo Bellini
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L'esperimento Borexino

Il nome di Fermi è un po’ il simbolo della fisica moderna italiana ed è giusto che il più prestigioso riconoscimento per studiosi in questa disciplina sia intitolato a lui. Nel 2001 infatti, in occasione del centenario della nascita dell’insigne scienziato, la Società Italiana di Fisica (SIF) ha istituito il premio “Enrico Fermi”, che viene attribuito con cadenza annuale a uno o più soci che abbiano particolarmente onorato la fisica con le loro scoperte. L’albo d’oro del premio è di fatto una passerella del genio italico, dove sfilano le figure di spicco della comunità scientifica nazionale: da Antonino Zichichi, vincitore della prima edizione, a Nicola Cabibbo e Luciano Maiani, che avrebbero meritato di ritirare anche un altro premio a Stoccolma, a Federico Faggin, inventore nel 1971 del primo microprocessore, a Fabiola Gianotti, attuale direttore del Cern; e poi Giorgio Parisi, Sergio Ferrara, Gabriele Veneziano, Bruno Zumino, Tito Arecchi e altri ancora.

Data la rilevanza del premio, la sua attribuzione viene decisa insieme dai maggiori enti di ricerca italiani in Fisica e cioè, oltre alla SIF, dall’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), dall’INAF (Istituto nazionale di Astrofisica), dall’INGV (Istituto nazionale di Geofisica e Vulcanologia), dall’INRIM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica), dal Centro Fermi e dal CNR. Una commissione di esperti nominati da questi enti sceglie il o i vincitori tra una rosa di candidati (anche non italiani) e trasmette il suo giudizio al Consiglio di Presidenza della SIF per l’approvazione finale.

Per il 2017 il riconoscimento, consegnato lunedì scorso in apertura del Congresso Nazionale SIF a Trento, è andato a Gianpaolo Bellini, Veniamin Berezinsky, Till Arnulf Kirsten per i loro cruciali contributi alla fisica e astrofisica del neutrino: a Bellini, per la misura dello spettro dei neutrini solari che ha fornito l’evidenza della fusione nucleare di idrogeno nel Sole e della conversione adiabatica di flavour dei neutrini nella materia; a Berezinsky, per i contributi teorici alla cosmogenesi dei neutrini di energia ultra elevata, all’astronomia dei neutrini di alta energia e al problema dei neutrini solari; a Kirsten, per la prima osservazione di neutrini elettronici solari di bassa energia che ha fornito la prima prova diretta della fusione di idrogeno all’interno di una stella.

In particolare, il premio conferito a Gianpaolo Bellini – professore emerito all’Università di Milano e scienziato emerito dell’INFN, ben noto ai lettori de IlSussidiario.net – riguarda le scoperte ottenute attraverso l’esperimento Borexino da lui ideato e diretto per 22 anni presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso. 

Il rivelatore Borexino, che quest’anno festeggia il decimo anniversario dall’inizio del pieno funzionamento, studia le particelle prodotte dalle reazioni nucleari che alimentano il Sole e da quelle in atto all’interno del mantello della Terra: si tratta dei neutrini, le elusive particelle previste dal Modello Standard, che data la singolare caratteristica di essere senza carica e con massa quasi nulla, viaggiano indisturbati attraverso il cosmo portando intatte informazioni di grande interesse sulle loro sorgenti e quindi funzionando come potenti sonde in zone inaccessibili come l’interno del Sole e della Terra, e le lontane stelle.

Celebrando recentemente il decennale di Borexino, Bellini ne ha così riassunto i meriti: “Gli importanti risultati scientifici ottenuti da Borexino in questi dieci anni coronano 27 anni di grandi sforzi, 27 anni nei quali l’INFN ha sempre avuto un ruolo trainante attraverso il lavoro dei suoi gruppi di ricerca. La comunità della fisica astroparticellare ha sempre considerato come fondamentali le novità scientifiche provenienti da Borexino. Va ricordato anche che nel 2014 i risultati di Borexino sono dati nominati fra i 10 migliori risultati raggiunti dalla fisica mondiale dalla rivista inglese Physics World, del britannico Institute of Physics“. 

Tra i più significativi risultati ottenuti da Bellini vanno senz’altro citati quelli relativi alla misura delle reazioni di fusione che avvengono nel Sole: Borexino infatti è riuscito a misurare in tempo reale l’energia della nostra stella scoprendo che l’energia rilasciata oggi al centro del Sole è in perfetta corrispondenza con quella prodotta centomila anni fa. Così lui stesso ce ne ha parlato: “Siamo riusciti ad ottenere la misura dell’energia totale emessa dal Sole, che confrontata con quella ottenuta attraverso l’emissione di fotoni di luce, ha portato a constatare che l’energia solare non è cambiata negli ultimi centomila anni (tanto è infatti il tempo necessario perché i fotoni prodotti all’interno del Sole riescano ad uscire da esso a causa dei molteplici effetti che essi subiscono)”. 

Altri risultati riguardano la prima osservazione nel vuoto del fenomeno di oscillazione dei neutrini, misura che Borexino è riuscito a ottenere data la sua possibilità di misurare neutrini di bassissima energia e la variazione stagionale del flusso di neutrini solari dovuta alla eccentricità dell’orbita terrestre. “Borexino è riuscito a costatare che il neutrino cambia il proprio stato diventando un altro neutrino anche in situazioni di vuoto e ha misurato la relativa probabilità di sopravvivenza”. Un risultato reso possibile grazie al successo tecnologico che Borexino può vantare, come sottolineano gli scienziati del team di Bellini, fieri di detenere il record mondiale di esperimento “più radio-puro” nel suo settore: ne è una riprova il fatto che Juno, il gigantesco rivelatore underground di neutrini ora in fase di realizzazione in Cina, ha adottato la stessa tecnica di Borexino per limitare al minimo la sua radioattività.

Infine non ci sono solo la fisica fondamentale e l’astrofisica nel carnet di Borexino, c’è anche la geofisica. “Abbiamo provato con altissima probabilità l’esistenza dei cosiddetti geoneutrini, cioè antineutrini provenienti dall’interno della Terra, che possono darci informazioni sulla costituzione e sul comportamento delle parti più intime del nostro pianeta”.

Ma Borexino non ha finito il proprio lavoro: “Stiamo tuttora facendo grandi sforzi per ottenere l’evidenza sperimentale delle reazioni nucleari che dominano l’universo e dell’esistenza o meno di un quarto neutrino”. L’esperimento quindi continuerà ancora per alcuni anni la sua presa dati, migliorando la precisione delle misure già fatte e affrontandone sempre di nuove.

Dal canto suo Bellini archivia il suo secondo premio legato a Borexino; ricordiamo infatti che circa un anno fa aveva ricevuto fa il prestigioso premio internazionale Bruno Pontecorvo, assegnatogli dal Joint Institute for Nuclear Research (JINR) di Dubna (Russia) con motivazioni analoghe.

(Mario Gargantini)

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