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La regola dell'asimmetria...

Fonte: articolo riportato dall'Internet

16 aprile 2020

Dai neutrini sempre più prove dell'asimmetria tra materia e antimateria

L'interno del rivelatore Super-Kamiokande

(©T2K Collaboration) I neutrini oscillano, cioè si

trasformano in neutrini di diverso tipo, con una

probabilità diversa rispetto a quella dei rispettivi

antineutrini.

Il fenomeno, confermato dal rivelatore giapponese

Super-Kamiokande dopo nove anni di raccolta dati,

apre uno spiraglio alla comprensione dell'enorme

prevalenza della materia che si osserva nell'universo

attuale.

I neutrini attraversano la materia praticamente indisturbati.

Durante il loro viaggio, queste elusive particelle elementari

"oscillano", cioè si trasformano da un tipo all'altro.

Lo stesso si verifica per gli antineutrini, le antiparticelle

dei neutrini, ma con una probabilità leggermente inferiore.

Lo conferma la nuova analisi, pubblicata sulla rivista "Nature",

dei dati ottenuti con il rivelatore giapponese Super-Kamiokande,

gestito dalla collaborazione internazionale T2K, che vede una

nutrita partecipazione delle sezioni dell'Istituto nazionale

di fisica nucleare (INFN) e delle Università di Napoli, Padova e

Roma Sapienza, Università e Politecnico di Bari, e dei Laboratori

nazionali di Legnaro dell'INFN.

La discrepanza tra neutrini e antineutrini era già stata evidenziata,

ma l'accumulo di dati per nove anni ha portato ora la significatività

statistica su valori decisamente elevati: la probabilità che si tratti

di un effetto casuale e non di un fenomeno reale è ridotta allo 0,3

per cento.

Un limite così stringente ha profonde conseguenze, perché indica

che il processo di oscillazione viola la simmetria di CP.

Questo è uno dei principi fondamentali della fisica: afferma che le

leggi sono le stesse nel mondo visto allo specchio

(cioè invertendo tutti gli assi spaziali con l'operazione di parità

P) purché si trasformino le particelle nelle rispettive antiparticelle

(con l'operazione di coniugazione di carica, C).

La violazione di CP, implica che esiste un'asimmetria tra materia

e antimateria, un primo elemento che può portare a spiegare

perché nell'universo attuale si osserva un'enorme sovrabbondanza

di particelle rispetto alle antiparticelle, nonostante il fatto che il big

bang deve aver prodotto materia e antimateria in egual misura.

Lo studio conferma anche l'utilità delle ricerche sui neutrini prodotti

artificialmente, oltre a quelle che hanno come oggetto i neutrini

prodotti in grande quantità dal Sole.

Per rilevare la differenza di comportamento tra neutrini e

antineutrini occorre far viaggiare i neutrini su un tragitto

piuttosto lungo, misurandone le caratteristiche all'inizio e

alla fine.

Nel caso dell'apparato giapponese, i neutrini sono prodotti nel

complesso di acceleratori per la ricerca (JPARC) presso il villaggio

di Tokai, sulla costa orientale del Giappone.

Le particelle vengono prima intercettate nei pressi del sito di

produzione e poi si propagano per 295 chilometri verso Kamioka,

non lontano dalla costa occidentale del Giappone.

Qui li aspettano 50.000 tonnellate di acqua purissima contenuta

in un serbatoio ospitato dal gigantesco rivelatore sotterraneo

Super-Kamiokande.

Qui le rarissime interazioni tra neutrini e acqua producono una

luce che viene catturata da oltre 11.000 fotomoltiplicatori.

 "Questo risultato premia i molti anni di sforzi per costruire,

mettere in funzione e operare uno degli apparati più complessi

mai realizzati nel nostro settore" sottolinea Gabriella Catanesi,

responsabile per l'INFN dell'esperimento T2K e componente

del comitato esecutivo dell'esperimento.

"Siamo molto orgogliosi e soddisfatti.

Ma non ci fermiamo certamente.

Stiamo lavorando per migliorare ancora il nostro apparato per

essere in grado di fronteggiare le sfide dei prossimi anni". (red)