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Quei neutrini che fanno litigare gli scienziati

Un nuovo test al Gran Sasso ha confermato i risultati dello scorso settembre sulla capacità dei neutrini di superare la barriera della velocità-luce, ma il dibattito nella comunità scientifica continua, nascondendo anche gelosie molto umane.

Quei neutrini che fanno litigare gli scienziati.

Siamo abituati a immaginare la comunità scientifica internazionale come a un oasi di pace e tolleranza nel cupo mondo delle faziosità politiche, religiose, etniche, nazionalistiche. In teoria dovrebbe essere proprio così, dato che nella scienza esiste un principio di apertura indiscriminata delle ricerche e delle scoperte a tutto il mono. Quando, alla fine degli anni ’30, i primi scienziati atomici reclutati negli Stati Uniti si confrontarono con la necessità di nascondere al resto del mondo le loro ricerche sulle potenzialità militari dell’energia nucleare, emersero non poche perplessità. Certo, c’era in gioco la sicurezza nazionale: nessuno voleva che gli scienziati di Hitler, leggendo le ricerche d’oltreoceano, scoprissero come fabbricare la bomba atomica. Ma era una questione di principio; tant’è vero che, finita la guerra, qualcuno a Los Alamos (dove le prime bombe erano state fabbricate) pensò di condividere le scoperte con i colleghi sovietici, scatenando la furia dei servizi segreti.

La realtà è che gli scienziati sono esseri umani, e tante volte il desiderio di vedersi riconoscere una scoperta ha portato a sceneggiate poco edificanti. La “scoperta del secolo”, come già alcuni giornalisti enfaticamente – e prematuramente – l’hanno definita, quella secondo cui i neutrini potrebbero superare la barriera einsteiniana della velocità della luce, sta rischiando di trasformarsi in una di queste sceneggiate.

Nuove conferme e nuove smentite sui neutrini

Dai cunicoli dell'LHC del Cern di Ginevra...

Il 6 novembre si è svolto, presso i laboratori dell’Istituto nazionale di fisica nucleare del Gran Sasso, un nuovo test per verificare la correttezza delle precedenti osservazioni, rese note a settembre, riguardo le proprietà “superluminali” dei neutrini. Nell’ambito dell’esperimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus, nato per verificare le “oscillazioni” dei neutrini, cioè la loro capacità di cambiare improvvisamente la propria massa), in collaborazione con il CERN di Ginevra, il nuovo test ha prodotto 20 eventi nel corso di dieci giorni, vale a dire venti neutrini raccolti dai rilevatori del Gran Sasso (sembrano pochi, ma in realtà sono parecchi, considerando che i neutrini possono penetrare tonnellate di piombo per interi anni-luce senza mai interagire con la materia).

Ebbene, anche questa volta i risultati sembrano incontrovertibili: i neutrini hanno impiegato 60 nanosecondi in meno per arrivare in Abruzzo da Ginevra rispetto ai fotoni – i quanti di luce – con un’approssimazione di soli 10 nanosecondi. Nella giornata di oggi i risultati di questo test sono stati ufficialmente confermati, benché voci al riguardo si erano già diffuse da alcuni giorni sulla Rete. Anche in questo caso, comunque, fa notare Science, 15 scienziati non hanno condiviso i risultati e non hanno firmato la relazione finale, contro 180 che invece l’hanno accolta: lo stesso numero del settembre scorso. Curiosamente, quattro scienziati dei “refrattari” di settembre si sono convinti e hanno firmato, ma altri quattro invece hanno cambiato idea e si sono chiamati fuori. Perché? Secondo alcuni, l’esperimento soffrirebbe di lacune strumentali, avendo un margine d’errore troppo alto; altri ricordano invece che i test non sono stati ancora verificati da fonti indipendenti, per cui – anche se la scoperta fosse vera – i risultati non dovrebbero essere così pubblicizzati. In tutti i casi, c’è la possibilità di errori teorici o sperimentali non presi in considerazione.

... fino ai rilevatori posti nelle profondità del Gran Sasso.

Dagli Stati Uniti la risposta è stata immediata: il nuovo test non conferma niente. Bisogna attendere che gli americani o i giapponesi portino a termine i loro esperimenti indipendenti di verifica per poter confermare o smentire l’osservazione. La qual cosa non avverrà prima del 2013. C’è insomma il sospetto che gli europei, e gli italiani in particolare, stiano andando troppo di fretta. Orgoglio nazionalistico? Desiderio di dimostrare la superiorità della ricerca europea su quella made in USA? O narcisismo mediatico dei responsabili dell’esperimento? Certo, anche il presidente dell’INFN, Fernando Ferroni, ha precisato che “una misurazione così delicata e che comporta profonde implicazioni per la fisica richiede un eccezionale livello di approfondimento”.

Ma dal Fermilab di Chicago, dove solo alcune settimane fa è stato chiuso lo storico acceleratore Tevatron, con grande delusione dei fisici americani, arriva una secca replica: secondo il portavoce di MINOS, un analogo esperimento con i neutrini del Fermilab, il nuovo test realizzato con un nuovo fascio di protoni sparato al CERN di Ginevra chiarisce solo che il problema non era nel fascio di protoni, ma nulla toglie che l’errore sia altrove. Gli americani chiedono che la misurazione del tempo venga realizzata con altre fonti rispetto al GPS impiegato in Italia. Una richiesta appoggiata anche da Jacques Martino, direttore dell’Istituto francese di fisica nucleare, secondo il quale si potrebbe usare una fibra ottica per misurare correttamente la sincronizzazione dei tempi di riferimento al CERN e al Gran Sasso indipendentemente dal GPS, che potrebbe essere mal sincronizzato.

Lo scetticismo dei luminari

Alla fine di settembre, i principali fisici teorici a livello mondiale – intervistati da Scientific American – avevano espresso forti riserve sul comportamento degli scienziati italiani, che avevano mandato la notizia in pasto alla stampa senza prima sottoporla al vaglio di fonti indipendenti. Sir Martin Rees, eminente cosmologo di Cambridge, ha definito “imbarazzante” il modo in cui la scoperta è stata gestita, mentre secondo il suo collega e premio Nobel americano Stephen Weinberg (autore del bestseller I primi tre minuti) “è come se qualcuno dicesse che ci sono delle fate nel suo giardino, ma che si possono vedere solo nelle notti buie e nebbiose”. Per Lawrence Krauss, fisico teorico e notissimo divulgatore, “una conferenza stampa su un risultato che è estremamente improbabile si riveli essere corretto, prima che la relazione sia stata vagliata, è molto infelice per il CERN e per la scienza. Qualora la scoperta si dimostri errata, tutti perdono credibilità”

Il cosmologo di Cambridge, Sir Martin Rees.

Nelle ultime settimane oltre 80 paper di diversi studiosi e ricercatori sono stati pubblicati su “arXiv”, il grande archivio sul web dove vengono pubblicate le ricerche scientifiche, quelle però che non hanno il tempo (o la possibilità) di passare il vaglio dei referees, gli esperti indipendenti che controllano le ricerche prima di farle uscire su una rivista scientifica. Un segnale del fatto che anche la scienza sta cominciando ad andare un po’ troppo veloce: tutti vogliono dire la loro senza aspettare i lunghi tempi del vaglio paritario. Lo stesso Dario Autiero, padre dell’esperimento del Gran Sasso, ritiene che il dibattito dovrebbe svolgersi nei normali ambienti della comunità scientifica, quelli “necessariamente lenti”: peccato che egli stesso abbia pubblicato la scoperta su arXiv scatenando le proteste e le perplessità di tanti suoi colleghi.

Tra i tanti paper che cercano di cogliere in fallo i ricercatori del CERN e del Gran Sasso c’è quello di Carlo Contaldi dell’Imperial College di Londra, secondo il quale le misurazioni del GPS usate nell’esperimento non terrebbero conto di un effetto previsto proprio da Albert Einstein: quello secondo cui punti diversi del pianeta sono naturalmente sottoposti a una forza di gravità diversa, per quanto insignificante su scala macroscopica, ma capace di influenzare lo spazio-tempo rallentando o accelerando gli orologi di precisione. Un simile effetto (del resto dimostrato dal satellite europeo GOCE che ha realizzato una mappa della distribuzione della forza gravitazionale sulla Terra) potrebbe produrre un rallentamento degli orologi atomici collegati ai rilevatori del Gran Sasso, anche di diversi nanosecondi. Un’ipotesi rifiutata da Autiero, che con Contaldi ha avuto un lungo dibattito epistolare.

Verifiche davvero super-partes?

La scoperta sui neutrini? E’ come se qualcuno dicesse che ci sono delle fate nel suo giardino, ma che si possono vedere solo nelle notti buie e nebbiose.

Stephen Weinberg

La scienza è sempre progredita attraverso discussioni anche accese, inevitabili perché ogni scoperta dev’essere attentamente verificata, vagliata, controllata. Ma non è raro che queste discussioni nascondano anche questioni più banali. Gli americani sono ansiosi di dimostrare che il Fermilab è ancora capace di fare scienza e tenere testa all’LHC del CERN di Ginevra, e il loro scetticismo nasconde anche un certo desiderio di rivalsa. Analogamente, gli scienziati che criticano la velocità con cui la scoperta è stata resa nota difficilmente avrebbero fatto diversamente: da decenni si assiste a imbarazzanti tentativi di battere il collega-rivale sul tempo, pubblicando una ricerca prima che lo faccia l’altro. E spesso la fretta riduce la qualità del prodotto finale. Anche Charles Darwin dovette accelerare la lunga stesura dell’Origine della specie allorquando scoprì che un altro naturalista era sul punto di pubblicare un trattato simile, giunto alle stesse conclusioni. E i premi Nobel 2011 per la fisica si erano a lungo disputati il primato della scoperta sull’accelerazione dell’universo, con toni molto astiosi, prima che la giuria del Nobel li portasse a fare pace assegnando loro il premio ex-aequo.

Bisogna allora sperare che le prossime verifiche che verranno realizzate negli Stati Uniti e in Giappone siano esenti da questi difetti umani. Il primo vedrà un fascio di neutrini sparato dal Fermilab di Batavia, fuori Chicago, verso i rivelatori posti nelle profondità del Minnesota, a una distanza simile a quella tra Ginevra e il Gran Sasso. Il secondo si terrà in Giappone, dove i neutrini saranno sparati per 295 chilometri dall’acceleratore di Tokai al rilevatore Super-Kamiokande posto nelle miniere di Kamioka. Doveva avvenire già quest’anno, ma il terremoto dell’11 marzo ha costretto a spegnere i rilevatori di Kamioka. I tempi? Circa due anni. I neutrini andranno anche più veloci della luce, ma sapranno aspettare.

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