{"id":20022,"date":"2016-04-15T07:10:18","date_gmt":"2016-04-15T05:10:18","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=20022"},"modified":"2016-04-15T07:14:27","modified_gmt":"2016-04-15T05:14:27","slug":"la-realta-ridefinita-dentro-a-un-fiume-di-neutrini","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=20022","title":{"rendered":"La realt\u00e0 ridefinita dentro a un fiume di neutrini"},"content":{"rendered":"

\"Nova<\/a><\/p>\n

C’\u00e8 un che di profondamente socratico nella scienza della Fisica Quantistica, che nelle alterne circostanze sembra rivolgersi all’uomo non tanto per chiarire i suoi dubbi, quanto per aggiungerne degli altri, sempre pi\u00f9 pressanti ed irraggiungibili. Perch\u00e9 “Sapere di non sapere” \u00e8 un’importante base per elaborare dei dati di natura totalmente nuova. Ma talvolta, \u00e8 innegabile, sarebbe bello poter mettere il coperchio sulla pentola della realt\u00e0. \u00c8 una questione complessa. Dalle molte sfaccettature. Non \u00e8 facile trovare un modo di disfare l’universo, ovvero\u00a0guardare tra le fibre della sua tela, ed acquisire la realt\u00e0 pulviscolare di quello che costituisce il nostro suolo, l’aria che respiriamo, il colore rosso e il canto degli uccelli mattutini. Con la progressiva acquisizione del metodo scientifico, perfezionato attraverso i secoli da Leonardo, quindi Galileo ed\u00a0Immanuel Kant (ma ce ne furono parecchi altro) si and\u00f2 progressivamente incontro alla questione di cosa determinasse, in effetti, l’incredibile continuit\u00e0 della materia, che in ogni frangente o circostanza era apparentemente instradata verso un certo tipo di reazioni, comportamenti e prevedibili trasformazioni. Il concetto di “atomo”, sia chiaro, non \u00e8 certo immaginato per la prima volta nel Rinascimento, n\u00e9\u00a0tanto meno verso l’epoca moderna. Gi\u00e0 alcuni filosofi greci ed indiani, nel mondo antico, avevano elaborato la teoria che al mondo permanesse un qualche cosa d’indivisibile e di sacro, che permeava ogni risvolto dell’onnipresente materia. Ma uno studio effettivo e sperimentale della questione non sarebbe stato reso pubblico\u00a0fino al 1805, con la pubblicazione delle teorie del fisico inglese John Dalton, che per primo dimostr\u00f2 come la scienza nuova della chimica consistesse, fondamentalmente, del far incontrare\u00a0artificialmente tali mattoncini, generando dei composti nuovi. Finch\u00e9 nel 1939, lavorando su progetti\u00a0totalmente indipendenti, Lise Meitner e Hans Bethe dimostrarono rispettivamente la fissione e la fusione dell’atomo, provando inconfutabilmente che qualcosa di pi\u00f9 piccolo poteva esistere. Il cui\u00a0effetto sulla nostra vita quotidiana poteva essere nient’altro che\u00a0utilissimo (in campo energetico) o devastante (come arma di guerra).\u00a0Ed \u00e8 a questo, in definitiva, che serve la scienza pura della fisica teorica. Non tanto per risolvere questioni immediate, come la medicina o il calcolo analitico, quanto avvicinarsi il pi\u00f9 possibile a un qualcosa di sfuggente. Per giungere infine, una volta ogni duecento, ad una suprema rivelazione, in grado di creare e distruggere allo stesso tempo. \u00c8 una colossale responsabilit\u00e0. Che sta ricadendo in questi ultimi mesi proprio l\u00ec, sul celebre laboratorio Fermilab fuori Chicago, nonch\u00e9 la sua speciale controparte in quest’epica missione, il “rivelatore distante” del NOvA, presso Ash River, in Minnesota. Una distanza complessiva di 810 Km, che normalmente renderebbe poco pratico l’interscambio tra il personale delle due installazioni, ma che in questo caso diventa invece una questione basilare: ci\u00f2 perch\u00e9 l’oggetto dello studio collettivo, che ci crediate o meno, percorre l’intera distanza nel giro di 2,7 millisecondi, passando per di pi\u00f9 attraverso il duro suolo degli Stati Uniti. Proprio cos\u00ec! Non c’\u00e8 nessun tunnel sotterraneo, condotto, tubazione (anche perch\u00e9 la costruzione di simili implementi, \u00e8 probabile, avrebbe avuto un costo largamente fuori budget) per il semplice fatto che assolutamente nulla, a\u00a0questo mondo, ha la capacit\u00e0 di rallentare un neutrino.
\nDa quando ho iniziato a scrivere, dozzine, centinaia di queste particelle hanno attraversato l’aria tra me e il monitor, lasciandosi dietro una scia invisibile ma significativa. Ed altrettante hanno attraversato il mio corpo, come anche il vostro di lettori, senza per fortuna alcun effetto sulle cellule dell’organismo. Ma questo era sostanzialmente inevitabile: gli esseri umani, come tutti gli altri del pianeta Terra, si sono evoluti per trarre la propria forza, in via diretta o indiretta, da una stella “fissa” come il Sole. Che da miliardi di secoli bombarda il cielo di luce, di calore e di un sacco d’altre cose che prendiamo in considerazione\u00a0assai\u00a0pi\u00f9 raramente. L’esistenza del neutrino fu dedotta per la prima volta da Wolfgang Pauli nel 1930, per spiegare l’effetto del decadimento delle particelle radioattive. Ma la sua esistenza sarebbe stata provata solamente nel 1956, grazie agli esperimenti di Cowan e Reines condotti all’interno del reattore a fissione di Savannah River. Essi avevano, sostanzialmente, trovato un modo per conoscere l’inconoscibile, toccare l’intangibile. Attraverso la risorsa scientifica, fondamentale e duratura, di un rivelatore. L’idea di base \u00e8 la seguente: siamo qui riuniti, quest’oggi, a parlare di un qualcosa di cos\u00ec veloce e piccolo, nonch\u00e9 “privo di carica” (non per niente \u00e8 un neutr<\/em>-ino) da essere impossibile da catturare. Eppure, si sa, una tale cosa non pu\u00f2 fare a meno di transitare. Un qualche effetto sulla materia circostante, avr\u00e0 dovuto pur averlo, giusto? Si. E per dimostrarlo, c’era un solo modo: costruire un grande serbatoio di liquido altamente reattivo, che venendo attraversato dalle particelle, liberasse un insignificante ed ultra-momentaneo lampo di luce, a sua volta raccolto e registrato da specifici fotorecettori ad alte prestazioni. Cos\u00ec fu provata l’esistenza del neutrino. E\u00a0con tale metodo, in una vasta serie di esperimenti successivi concentrati all’incirca tra il 1960 e ’90, n\u00e9 fu pure\u00a0confermata l’emissione da parte della nostra stella, che come dicevamo poco sopra, non \u00e8 mai stata parca di un simile rigurgito\u00a0subatomico sugli abitanti inconsapevoli di questa Terra. Ed \u00e8 a partir da questo, come da prassi attesa, che la fisica quantistica ci mise lo zampino. Connotando la nuova certezza con l’ennesimo, pressante dubbio, ovvero: perch\u00e9, se il calcolo matematico\u00a0ci diceva che il flusso stellare\u00a0doveva avere una certa frequenza ed intensit\u00e0, i neutrini rivelati erano invece in quantit\u00e0 notevolmente inferiore? CHI\u00a0stava rubando tutti i nostri preziosissimi neutrini?<\/p>\n

<\/p>\n

\"Super<\/a>
Il celebre astrofisico e divulgatore americano Neil deGrasse Tyson (scherzosamente rinominato su Internet “The Black Science Man”) mostra durante un segmento Tv l’aspetto dell’interno di un rivelatore di neutrini. In particolare, si tratta di quello del Super-Kamiokande di Hida.<\/figcaption><\/figure>\n

Simili domande, permeano la vicenda storica di molti ambiti scientifici. E finiscono per connotare, inevitabilmente, la carriera e la vita di determinati grandi personaggi. Come il giapponese\u00a0Takaaki Kajita e il canadese\u00a0Arthur B. McDonald, che giusto l’anno scorso vinsero in contemporanea il nobel per la fisica riuscendo a dirimere l’ardua questione. Entrambi lavorando su alcuni dei rivelatori pi\u00f9 avanzati esistenti, l’uno presso il Super-Kamiokande della citt\u00e0 di Hida, prefettura di Gifu, scavato sotto la montagna di Hikeno, l’altro all’osservatorio per neutrini di\u00a0Sudbury, in una vecchia miniera nell’Ontario. Ci\u00f2 che loro scoprirono, fu niente meno che…
\nScienza delle incertezze. La realt\u00e0 irreale. Tra i punti fermi del nerd-ismo internazionale, ormai conosciuto a pi\u00f9 livelli anche dall’opinione pubblica, campeggia l’esperimento teorico del gatto al tempo stesso morto e vivo, stilato originariamente dal fisico\u00a0Erwin Schr\u00f6dinger nel 1935, secondo cui la contemporanea presenza\u00a0e non-presenza di determinate particelle quantistiche (fino alla loro osservazione) in qualche maniera collegata alla liberazione di un gas letale in una scatola col miagolii all’interno, avrebbe potuto superare i limiti stessi imposti dalla triste mietitrice sulle…Cose pelose. E per fortuna che si tratta di una prassi operativa totalmente impraticabile nella realt\u00e0! Altrimenti, potete scommetterci: qualcuno ci avrebbe provato. Ma il neutrino va persino oltre a tutto ci\u00f2. Perch\u00e9 non si accontenta di due soli stati: ne ha BEN\u00a0tre!<\/p>\n

\"Neutrino<\/a>
La conduzione dell’esperimento del Fermilab ha richiesto la costruzione di rivelatori notevolmente pi\u00f9 sensibili di quelli pre-esistenti, costituiti da 500.000 celle della misura di 4 cm \u00d7 6 cm \u00d7 16 m, ciascuna riempita di liquido scintillatore<\/a> e ricoperta di sensibilissime fibre ottiche.<\/figcaption><\/figure>\n

Ed ecco, infine, la ragione per il risultato deludente dei vecchi esperimenti condotti sui neutrini: i nostri rivelatori non erano, semplicemente, abbastanza sensibili. N\u00e9\u00a0in grado di filtrare il disturbo dei raggi cosmici provenienti da stelle distanti. N\u00e9 sopratutto, versatili. Perch\u00e9 una volta che il neutrino inizia il suo lungo viaggio dal Sole fino alla Terra, subisce un effetto misterioso che lo porta a trasformarsi. Dando esiti diversi e ben distanti l’uno dall’altro: pu\u00f2 trasformarsi in un elettrone, la tipica particella subatomica con carica negativa. Pu\u00f2 diventare una particella tau, analoga in tutto e per tutto a quelle risultanti dall’emanazione delle radiazioni beta (ma fortunatamente, molto meno permeante e lesiva). O ancora assumere l’aspetto di un muone, la particella carica\u00a0pi\u00f9 leggera nota all’uomo, \u00a0proprio per questo ancor pi\u00f9 penetrante delle sue due consorelle. Secondo quanto determinato dai due fisici insigniti del nobel del 2015, la questione \u00e8 stata definita secondo una terminologia particolarmente accessibile e chiara: il neutrino, fondamentalmente, ha tre “sapori” (flavours<\/em>) tra i quali pu\u00f2 variare per ragioni e con metodologie ancora largamente sconosciute. Ed \u00e8 proprio lavorando in tale ambito, che il progetto lungamente messo in budget della costruzione dei due rivelatori usati nel progetto NOvA (NuMI Off-Axis \u03bd(e) Appearance – Ebbene si! C’\u00e8 un acronimo, nell’acronimo…) doverosamente accoppiati all’acceleratore di particelle del Fermilab, sta dando i suoi primi e pi\u00f9 significativi frutti. Proprio ieri \u00e8 stato infatti pubblicato il risultato dei primi mesi di studio, all’interno della prestigiosa rivista di fisica\u00a0Physical Review Letters<\/em>: l’osservazione di ben sei neutrini col “sapore” degli elettroni, laddove il fascio emesso all’altro capo dell’esperimento era costituito unicamente da particelle di tipo muonico, dimostrando quindi l’avvenuta trasformazione. Ma il tipo di esperimenti compiuti e le relative scoperte che saranno conseguite\u00a0nei prossimi anni, grazie ad\u00a0una simile risorsa tecnologica ed operativa, molto probabilmente saranno di un tipo e una natura totalmente nuovi. Ad esempio, si potrebbe giungere a chiarire l’origine stessa dell’universo, all’inizio del quale, secondo le teorie pi\u00f9 accreditate, doveva esistere la stessa quantit\u00e0 di materia ed anti-materia. E visto che le due sostanze si sarebbero dovute, teoricamente, annientare a vicenda, noi potremmo ESISTERE,\u00a0oggi,\u00a0soltanto\u00a0grazie all’imprevedibile fluttuazione dei neutrini stessi.
\nIntenta nella sua pigra rotazione, la stella cosmica continua ad esistere nel nostro cielo. Ed ogni singolo giorno della sua presenza, non pu\u00f2 fare a meno di emettere il suo carico infinito di neutrini. Perch\u00e9 lo fa? Con quale scopo, ragione, significato? Tutto quello che possiamo fare, \u00e8 continuare ad osservare la questione. Ogni qualvolta se ne presenti la possibilit\u00e0. Finch\u00e9 un giorno, una di queste particelle non inizier\u00e0 a parlare. Dichiarando finalmente tutta la verit\u00e0. Nient’altro che la suprema, incontaminata Verit\u00e0.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

C’\u00e8 un che di profondamente socratico nella scienza della Fisica Quantistica, che nelle alterne circostanze sembra rivolgersi all’uomo non tanto per chiarire i suoi dubbi, quanto per aggiungerne degli altri, sempre pi\u00f9 pressanti ed irraggiungibili. Perch\u00e9 “Sapere di non sapere” \u00e8 un’importante base per elaborare dei dati di natura totalmente nuova. Ma talvolta, \u00e8 innegabile, … Leggi tutto<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[1670,231,91,1666,1669,1667,1668,78,1671,138,147],"class_list":["post-20022","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-acceleratori-di-particelle","tag-esperimento","tag-fisica","tag-fisica-quantistica","tag-laboratori","tag-neutrini","tag-particelle","tag-scienza","tag-sole","tag-spazio","tag-stati-uniti"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20022","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=20022"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20022\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":20028,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20022\/revisions\/20028"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=20022"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=20022"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=20022"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}