Una ricostruzione al computer dell’azione di un neutrino. Crediti: T2K
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>>>> Una ricostruzione al computer dell’azione di un neutrino. Crediti: T2K
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>>>> Che sapore ha un quark? Nella fisica particellare, questa domanda ha perfettamente senso. Siamo nel mondo dell’infinitamente piccolo: impossibile chiamare gli elementi ultimi della materia per nome, o anche solo trovare caratteristiche per distinguerli gli uni dagli altri. E così è entrata in gioco una nuova proprietà, detta appunto [sapore](<http://www.britannica.com/EBchecked/topic/209816/flavour>): si tratta di un insieme di numeri quantici che distingue i due blocchi principali che costituiscono la materia, i **quark** e i **leptoni**.
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>>>> Ciascuna di queste due categorie contiene diversi sapori. Sui quark i fisici sono abbastanza d’accordo: i 6 sapori individuati sono [up](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_up>), [down](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_down>), [charm](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_charm>), [strange](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_strange>), [top](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_top>) e [bottom](<http://it.wikipedia.org/wiki/Quark_bottom>), e corrispondono ciascuno a un quark con carica diversa. I problemi arrivano con i leptoni. Fino alla fine degli anni ’90 il modello condiviso prevedeva una suddivisione dei leptoni in [elettroni](<http://it.wikipedia.org/wiki/Elettrone>), [muoni](<http://it.wikipedia.org/wiki/Muone>), [tauoni](<http://it.wikipedia.org/wiki/Tauone>) e [neutrini](<http://it.wikipedia.org/wiki/Neutrino>); a loro volta, i neutrini potevano avere tre sapori, a seconda dei quali diventavano [neutrini elettronici](<http://it.wikipedia.org/wiki/Neutrino_elettronico>), [neutrini muonici](<http://it.wikipedia.org/wiki/Neutrino_muonico>) e [neutrini tauonici](<http://it.wikipedia.org/wiki/Neutrino_tauonico>). Ma con il nuovo millennio è arrivata anche una nuova ipotesi, che ha lasciato i fisici sconcertati: secondo questa teoria esisterebbe un ulteriore sapore nel gruppo dei leptoni, corrispondente a un quarto tipo di neutrino. Un esperimento svolto nel 2001 rivelò che l’acceleratore di particelle del Los Alamos National Laboratory aveva osservato questo nuovo elemento della materia, chiamato **neutrino** **sterile** , perché a differenza degli altri tre non aveva praticamente interazioni con le altre particelle.
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>>>> Perché il quarto neutrino gettò così tanto scompiglio? Per una ragione molto semplice: teoricamente, non poteva esistere. Una particella con interazione nulla infatti non rientrava in nessuna descrizione del mondo fisico, né poteva essere spiegata dai modelli teorici esistenti.
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>>>> Per questo nel decennio successivo molti fisici hanno scelto di respingere la teoria del nuovo sapore della materia, tanto più che i neutrini sterili erano difficilissimi da osservare e la loro esistenza non aveva ricevuto conferme sperimentali sufficienti.
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>>>> Ma all’inizio di quest’anno il quarto neutrino è rientrato prepotentemente in scena: niente meno che dallo spazio. Un gruppo di ricerca delle Università di Nottingham e Manchester ha osservato un ammasso di galassie e ha confrontato i dati con le misure della radiazione cosmica di fondo ( **CMB** , da [_cosmic microwave background_](<http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background>)), ovvero la radiazione elettromagnetica residua prodotta dal Big Bang che ancora si riscontra nell’Universo. Sorprendentemente, c’era un divario tra le misure, per così dire un elemento mancante.
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>>>> “Abbiamo confrontato l’Universo più vecchio con quello più giovane, e costruito un modello coerente con entrambi” ha detto **Richard Battye** dell’Università di Manchester e co-autore dello [studio](<http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.051303>) pubblicato il 7 febbraio su _Physical Review Letters_. “Ma se ci basiamo sui dati del CMB, allora il numero di ammassi di galassie è di un fattore 2 più basso rispetto a quanto ci si aspetterebbe”.
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>>>> È a questo punto che i ricercatori hanno pensato di reintrodurre nel loro modello il controverso quarto neutrino. Infatti la discrepanza si potrebbe spiegare ipotizzando che i neutrini abbiano a un certo punto ostacolato il processo di formazione delle galassie; ma questo è possibile solo se si attribuisce ai neutrini una massa sufficiente. Ipotesi anch’essa controversa, dal momento che all’inizio si pensava addirittura che i neutrini fossero senza massa. Oggi si sa che non è così, e questa ricerca è un’ulteriore conferma. In base alla ricostruzione di Battye, quando l’Universo era caldo e denso (quindi poco dopo la sua formazione), i neutrini si muovevano alla velocità della luce. Ma con il raffreddamento dell’Universo anche i neutrini hanno cominciato a rallentare, raggruppandosi infine insieme al resto della materia.
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>>>> “Il numero di ammassi di galassie che vediamo nell’Universo è una funzione della massa dei neutrini, che hanno influenzato la densità complessiva della materia riducendo leggermente il processo di formazione degli ammassi” ha concluso Battye.
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>>>> Questo è possibile perché i neutrini possono passare da un sapore all’altro; tutti, tranne i neutrini sterili, che con la loro capacità di interazione praticamente nulla non possono agire sulla materia. Eppure, proprio come gli altri neutrini, sono dotati di massa: quindi anche loro hanno avuto probabilmente un ruolo nella riduzione degli ammassi di galassie osservata oggi dagli astrofisici.
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>>>> Non resta quindi che trovare ulteriori conferme sperimentali dell’effettiva esistenza del quarto neutrino, l’intruso della materia. Sulla Terra oltre che nello spazio.
  *[55 minuti fa]: Lunedì 19 gennaio 2015 alle ore 10.28
  *[1 h]: Lunedì 19 gennaio 2015 alle ore 10.05
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Il quarto neutrino, storia di un intruso
C’è puzza d’acetone attorno a quella protostella