La collaborazione OPERA
presenta i suoi risultati finali sulle oscillazioni del
neutrino.
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- Pubblicato Martedì, 22 Maggio 2018
Ginevra, 22 maggio 2018.
L'esperimento OPERA, situato presso il Laboratorio del Gran Sasso è
stato progettato per dimostrare in modo conclusivo la conversione di
neutrini muonici in neutrini tauonici, attraverso un processo
chiamato oscillazione dei neutrini, la cui scoperta era stata
insignita del premio Nobel per la Fisica nel 2015.
In un articolo pubblicato oggi su Physical Review Letters, la
collaborazione OPERA riporta i suoi risultati finali con
l’osservazione di 10 eventi candidati dimostrando in modo
inequivocabile che i neutrini muonici, prodotti al CERN, oscillano
in neutrini tauonici nel loro viaggio al Laboratorio del Gran Sasso
a 730 km di distanza.
Da oggi inoltre i dati dell’esperimento sono resi pubblici
attraverso il portale CERN Open Data. I dati sono corredati di
informazioni per aiutarne l’interpretazione, anche a scopo didattico.
Un visualizzatore consente agli utenti di vedere i diversi eventi e
scaricarli. Quelli di OPERA sono i primi dati non LHC resi
disponibili attraverso il portale Open Data che il CERN ha lanciato
nel 2014.
In natura esistono tre tipi di neutrini: neutrini elettronici,
muonici e tauonici. Interagendo con la materia si convertono
tipicamente nel leptone elettricamente carico che porta il loro nome:
l’elettrone, il muone e il leptone tau. Gli esperimenti condotti
intorno al volgere del millennio hanno mostrato che i neutrini
muonici, dopo aver viaggiato per lunghe distanze, creano, quando
interagiscono con un rivelatore, meno muoni del previsto. Poiché non
vi era alcun cambiamento nel numero di elettroni rivelati, i fisici
avevano ipotizzato che i neutrini dei muoni oscillavano
principalmente in neutrini-tau. Ciò è stato confermato senza
ambiguità da OPERA, attraverso l'osservazione diretta della comparsa
dei neutrini-tau a centinaia di chilometri dalla sorgente dei
neutrini muonici. La chiarificazione dei meccanismi di oscillazione
dei neutrini fa luce su alcune delle proprietà di queste particelle
misteriose, come la loro massa.
La collaborazione OPERA ha osservato il primo evento di leptone tau
(evidenza di oscillazione del neutrino muonico) nel 2010, seguito da
quattro eventi aggiuntivi tra il 2012 e il 2015, stabilendo cosi la
scoperta della comparsa del neutrino tau. Grazie a una nuova
strategia di analisi applicata all'intero campione di dati raccolto
tra il 2008 e il 2012 - il periodo di produzione dei neutrini - sono
stati identificati 10 eventi candidati, con un livello di
significatività estremamente alto.
Il gruppo OPERA all’INFN di Bologna ha contribuito in modo
significativo al successo dell'esperimento, dalla sua costruzione,
alla presa dati, alla scansione e ricostruzione degli eventi in
emulsione e all'analisi dei dati, e in modo determinante, ai
risultati presentati oggi.
Oltre al contributo dell'esperimento a una migliore comprensione del
comportamento dei neutrini, parte dell'eredità di OPERA è anche lo
sviluppo di nuove tecnologie. La collaborazione è stata la prima a
sviluppare tecnologie di scansione delle emulsioni nucleari
completamente automatiche e ad alta velocità con accuratezza sub-micrometrica,
aprendo la strada al loro impiego su larga scala nella rivelazione
delle particelle. La tecnologia delle emulsioni nucleari trova
applicazione in una vasta gamma di altre aree scientifiche, dalla
ricerca della materia oscura fino all'indagine su vulcani e su
ghiacciai. La tecnica viene anche applicata per ottimizzare la
terapia adronica nel trattamento del cancro ed è stata recentemente
utilizzata per mappare l'interno della Grande Piramide, uno dei più
antichi e più grandi monumenti della Terra, costruito durante la
dinastia del faraone Khufu, noto anche come Cheope.
Contatti a INFN Bologna:
Gabriele Sirri (Gabriele.Sirri.@bo.infn.it
) responsabile del Gruppo OPERA a Bologna
Laura Patrizii (Laura.Patrizii@bo.infn.it)
presiede il Comitato di Pubblicazione della Collaborazione
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