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La “particella mutaforma” non fa luce sulla materia oscura

parigi —

Era un’anomalia rilevata nella tempesta di un reattore nucleare così sconcertante che i fisici speravano che avrebbe fatto luce sulla materia oscura, uno dei più grandi misteri dell’universo.

Tuttavia, una nuova ricerca ha definitivamente escluso che questa strana misurazione segnalasse l’esistenza di un “neutrino sterile”, un’ipotetica particella che ha a lungo eluso gli scienziati.

I neutrini sono talvolta chiamati “particelle fantasma” perché interagiscono a malapena con altra materia: si stima che circa 100 trilioni passino attraverso i nostri corpi ogni secondo.

Da quando i neutrini furono teorizzati per la prima volta nel 1930, gli scienziati hanno cercato di definire le proprietà di questi mutaforma, che sono una delle particelle più comuni nell’universo.

Appaiono “quando la natura del nucleo di un atomo è stata cambiata”, ha detto all’AFP il fisico David Lhuillier della Commissione francese per l’energia atomica.

Ciò potrebbe accadere quando si uniscono nella furiosa fusione nel cuore di stelle come il nostro sole, o si disgregano nei reattori nucleari, ha detto.

Ci sono tre sapori confermati di neutrini: elettrone, muone e tau.

Tuttavia, i fisici sospettano che potrebbe esserci un quarto neutrino, soprannominato “sterile” perché non interagisce affatto con la materia ordinaria.

In teoria, risponderebbe solo alla gravità e non alla forza fondamentale delle interazioni deboli, che ancora dominano sugli altri neutrini.

Il neutrino sterile ha un posto pronto nella fisica teorica, “ma non c’è stata ancora una chiara dimostrazione che esista”, ha aggiunto.

Candidato alla materia oscura

Così Lhuillier e il resto della collaborazione STEREO, che riunisce scienziati francesi e tedeschi, si sono messi alla sua ricerca.

Le precedenti misurazioni del reattore nucleare avevano trovato meno neutrini rispetto alla quantità prevista dai modelli teorici, un fenomeno soprannominato “anomalia dell’antineutrino del reattore”.

È stato suggerito che i neutrini mancanti si fossero trasformati nel tipo sterile, offrendo una rara possibilità di provare la loro esistenza.

Per scoprirlo, la collaborazione STEREO ha installato un rilevatore dedicato a pochi metri da un reattore nucleare utilizzato per la ricerca presso l’istituto Laue-Langevin di Grenoble, in Francia.

Dopo quattro anni di osservazione di oltre 100.000 neutrini e due anni di analisi dei dati, il verdetto è stato pubblicato mercoledì sulla rivista Nature.

L’anomalia “non può essere spiegata da neutrini sterili”, ha detto Lhuillier.

Ma questo “non significa che non ce ne siano nell’universo”, ha aggiunto.

L’esperimento ha scoperto che le precedenti previsioni sulla quantità di neutrini prodotti non erano corrette.

Ma non è stata una perdita totale, perché ha offerto un quadro molto più chiaro dei neutrini emessi dai reattori nucleari. Questo potrebbe aiutare non solo con la ricerca futura, ma anche per il monitoraggio dei reattori nucleari.

Intanto continua la ricerca del neutrino sterile. Gli acceleratori di particelle, che distruggono gli atomi, potrebbero offrire nuove piste.

Nonostante la battuta d’arresto, l’interesse potrebbe rimanere alto perché i neutrini sterili sono stati considerati un sospetto per la materia oscura, che costituisce più di un quarto dell’universo ma rimane avvolta nel mistero.

Come la materia oscura, il neutrino sterile non interagisce con la materia ordinaria, rendendolo incredibilmente difficile da osservare.

“Sarebbe un candidato che spiegherebbe perché vediamo gli effetti della materia oscura e perché non possiamo vedere la materia oscura”, ha detto Lhuillier.

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