Perchè siamo fatti di materia e non di antimateria? Non si sa
I neutrini sono talmente leggeri che abbiamo pensato a lungo avessero massa nulla, come i fotoni. Soltanto grazie alla conservazione dell'energia, unita a dei processi di decadimento in cui i conti non tornavano, ci è sorto il dubbio che potessero avere una massa, seppur minuscola. Ora, potrebbero aiutarci a risolvere un mistero.
Nonostante questa esigua massa, infatti, il loro comportamento potrebbe aiutare a rispondere ad uno dei più grandi enigmi della fisica: perché l'universo attuale è fatto principalmente di materia? Quando il Big Bang, in linea di principio, dovrebbe aver prodotto quantità eguali di materia e antimateria. Per approfondire cosa sia esattamente l'antimateria, sappiate che abbiamo fatto un articolo in merito! Il punto è che i neutrini esistono in tre tipi, detti tecnicamente "sapori", e sappiamo ormai molto bene che essi, assieme alla loro controparte di antimateria, gli antineutrini, "oscillano" da un sapore all'altro mentre viaggiano. L'idea è che, se si scoprisse che neutrino e antineutrino si comportino diversamente in questa oscillazione, questo potrebbe spiegare lo squilibrio materia-antimateria a cui assistiamo nel nostro universo.
Gli esperimenti sui neutrini basati sull'acceleratore cercano le oscillazioni dei neutrini producendo un fascio di neutrini di un sapore e misurando il fascio dopo che ha percorso una certa distanza. Per ottenere una misura affidabile delle oscillazioni dei neutrini, si deve stimare il numero di neutrini nel fascio prima dell'oscillazione; cosa assai difficoltosa, in quanto i neutrini interagiscono molto debolmente con altre particelle (che è il motivo per cui non ci eravamo accorti che hanno una massa). Per aggirare il problema i ricercatori misurano gli adroni, che sono le particelle da cui poi viene generato il fascio di neutrini. Questo grazie a NA61/SHINE al Super Proton Synchrotron del CERN. NA61/SHINE può riprodurre le interazioni protone-target che generano gli adroni, che si trasformano in neutrini (che al mercato mio padre... no, scusate).
L'analisi di questi set di dati (utilizzati anche da altri esperimenti come MINERνA, NOνA e DUNE al Fermilab) sta procedendo bene e recentemente ha portato a due lavori: uno che descrive le misurazioni delle interazioni dei protoni con carbonio, berillio e alluminio, e un altro che riporta le misurazioni delle interazioni dei pioni con i soli carbonio e berillio.
Laura Fields, membro della collaborazione NA61/SHINE, afferma che "Questi risultati sono cruciali per gli esperimenti sui neutrini di Fermilab. Per prevedere i flussi di neutrini per questi esperimenti, i ricercatori hanno bisogno di una simulazione estremamente dettagliata dell'intero flusso e di tutte le interazioni che avvengono al suo interno. Per questa simulazione è necessario conoscere la probabilità che ogni tipo di interazione si verifichi, le particelle che verranno prodotte e le loro proprietà. Pertanto, misure di interazione come quelle più recenti saranno di vitale importanza per rendere queste simulazioni più accurate".
Sembra quindi che il lavoro svolto da NA61/SHINE guardi al futuro con l'intenzione di rispondere ad una delle domande fondamentali della cosmologia, ma più in generale della conoscenza umana. Perchè siamo fatti di materia, e non di antimateria? Stay Tuned.
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