Il Nobel per la fisica 2015 a Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald
Il Premio Nobel per la fisica 2015 va a al giapponese Takaaki Kajita e al canadese Arthur B. McDonald per il loro contributo chiave negli esperimenti che hanno dimostrato come i neutrini cambino identità: una metamorfosi che, per aver luogo, necessita che queste particelle abbiano una massa. La loro scoperta ha radicalmente modificato la comprensione della materia da parte degli scienziati, consentendo di aprire ad una nuova immagine dell'Universo; e, per inciso, ha anche confermato quanto già teorizzato da Bruno Pontecorvo negli anni '60.
Le metamorfosi dei neutrini
Verso la fine degli anni '90, Takaaki Kajita presentò i risultati di una scoperta effettuata nell'osservatorio di neutrini giapponese chiamato Super-Kamiokande: i neutrini, che secondo il modello standard non dovevano avere una massa, in realtà piuttosto cambiavano identità. Nel frattempo, un gruppo di ricerca canadese guidato da Arthur B. McDonald stava dimostrando che i neutrini proveniente dal Sole non scompaiono durante il percorso che porta la luce fino alla Terra: essi, infatti, vennero catturati con una differente identità quando giunsero al canadese Sudbury Neutrino Observatory. Le identità in questione vengono indicate come "sapori": il neutrino può essere, quindi, di tipo elettronico, muonico e tau.
Le conseguenze per il Modello Standard
Quello dei neutrini è stato un rompicapo per i fisici che, per decenni, hanno provato a risolvere. Per lungo tempo si è pensato che oltre due terzi dei neutrini andassero perduti, quando venivano misurati sulla Terra: i due esperimenti hanno invece scoperto che la soluzione del mistero sta nel fatto che i neutrini, in realtà, sono protagonisti di una metamorfosi e, quindi, hanno una massa. Gli scienziati suppongono che possa trattarsi di una massa estremamente piccola, anche se a tutt'oggi non sono riusciti a misurarla direttamente.
Per la fisica delle particelle si tratta di una scoperta storica: il Modello Standard aveva aveva resistito a tutte le sfide sperimentali che erano state poste per anni. Ma aveva bisogno che i neutrini non avessero massa per funzionare in tutti i suoi dettagli: queste osservazioni dimostrano chiaramente che quella del Modello Standard non può essere la sola completa teoria dei fondamentali costituenti dell'Universo.
Comprendere il segreto mondo dei neutrini schiude le porte della comprensione dell'intero cosmo: si pensi che dopo i fotoni, le particelle di luce, i neutrini sono i più numerosi e la Terra è costantemente bombardata da essi. Molti neutrini vengono generati dalla reazione tra radiazione cosmica e atmosfera terrestre; altri sono prodotti dalle reazioni nucleari interne del Sole. Migliaia di miliardi di neutrini attraversano i nostro corpi ogni secondo: fermare il loro passaggio, al fine di poterli studiare, è qualcosa di realizzabile con grandi difficoltà. Ecco perché i neutrini si sono meritati il giusto appellativo di particelle elementari più elusive esistenti in natura.
Verso studi futuri
La scoperta per cui oggi sono stati premiati Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald ha già aperto da tempo la strada ad altri esperimenti che, in diverse parti del mondo, hanno l'obiettivo di catturare gli "sfuggenti" neutrini al fine di esaminarne le proprietà: fondamentale in questo è anche il contributo italiano con l'esperimento OPERA al lavoro presso i laboratori del Gran Sasso dell'Istituto di Fisica Nucleare.
Nuove scoperte che facciano luce sui loro più profondi segreti sono attese e da essere potrebbe trasformarsi per sempre il modo in cui i fisici guardano alla storia, alla struttura e al destino futuro dell'Universo.
