Neutrini

CHE COS’E’?• Il Neutrino è una

particella elementare, teorizzata nel 1930 e scoperta nel 1956.

• ha una massa molto piccola: da 100.000 a 1 milione di volte inferiore a quella dell'elettrone

I neutrini non hanno carica elettrica, interagiscono solo attraverso:-la forza nucleare debole -la forza di gravità

-non sentono l'interazione nucleare forte o la forza elettromagnetica.

Forza nucleare debole:

• La forza nucleare è l'unica forza che agisce su le coppie di particelle elementari.

• Ha raggio d'azione breve• Questa forza non è in grado

di tenere unite delle particelle e, data la sua debolezza, permette al neutrone di scindersi in un protone, elettrone e neutrino.

GravitàUna sostanza deve avere almeno un atomo per essere

considerato materia.

Deve avere almeno un protone, un elettrone e/o un neutrone .

Ecco perché si dice che la gravità tiene insieme la massa o la "roba" che tiene insieme protoni e neutroni. Una volta che si forma un atomo, la forza elettromagnetica diventa un fattore sostanziale

Forza nucleare forte• L'interazione nucleare forte può essere

osservata in due aree: in scala più grande per tenere assieme protoni e neutroni a formare il nucleo dell'atomo

Forza elettromagneticaLa forza elettromagnetica agisce tra particelle che hanno carica elettrica, come gli elettroni e il nucleo di un atomo. Questa forza tiene uniti tutti gli elementi che ci circondano, non solo le particelle atomiche ma anche le molecole per formare gli oggetti che ci circondano.

Chi lo ha scoperto?

• Il nome neutrino fu coniato da Enrico Fermi come diminutivo del nome di un'altra particella neutra, il neutrone, molto più massiva.

Proprietà

• Poiché il neutrino interagisce debolmente, quando si muove attraverso la materia le sue possibilità di interazione sono molto piccole.

Ricerca:• L’evento, che si può

senz’altro definire epocale per la fisica moderna, è stato osservato con gli strumenti del laboratorio OPERA dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) che si trova sotto il massiccio del Gran Sasso:

• il neutrino in 2,4 millisecondi ha attraversato 732 chilometri di crosta terrestre SUPERANDO LA VELOCITA’ DELLA LUCE e ha raggiunto il laboratorio sotto la montagna abruzzese.

E dopo tanti anni di ricerca …

Ci sono voluti più di tre anni di ricerche e miliardi di miliardi di particelle in viaggio da una parte all’altra delle Alpi, e finalmente la trasformazione è stata osservata in modo inequivocabile:

Su miliardi di miliardi di neutrini lanciati dal CERN e arrivati ai laboratori dell'INFN (dal 2007 a oggi) è stato osservato dagli scienziati un solo neutrino che ha oscillato passando da una "famiglia" a un'altra.

Questo risultato è una testimonianza a favore del fatto che i neutrini hanno una massa e che possono oscillare passando da un tipo a un altro

• E’la prima volta che viene osservato direttamente un neutrino che oscilla in un altro.

• Questa è una caratteristica di oggetti che hanno una massa!

Se il neutrino supera la velocità della luce …. E ha Massa

Uno dei capisaldi della fisica moderna, e cioè che nessuna particella dotata di massa può superare la velocità della luce, cade!

La massa , raggiunta la velocità della luce , si trasformerebbe in Energia E= m c²

Questa scoperta ha implicazioni per la nostra comprensione dei fenomeni cosmici.

Legame tra neutrino e astri…

Due misteri ancora da chiarire:

• Cosa è la materia oscura?• I neutrini hanno massa?

E poi:• c’è un legame tra i neutrini

e materia oscura?

La materia oscuraOsservando le stelle della Via Lattea si trova

che la loro rotazione intorno al centro galattico è più veloce dei calcoli che tengono conto della Legge di Gravitazione universale.

Deve dunque esistere un quantitativo di materia non visibile, ma "attivo" gravitazionalmente che giustifica quei valori “elevati” di velocità :deve esserci molta più materia di quellache possiamo vedere!

• Da questa e da altre osservazioni si deduce che il 90% della materia presente nel cosmo è composta da oggetti o da particelle che non possono essere viste:

Questa "massa mancante" è chiamata:

materia oscura.

E i neutrini … cosa hanno a che vedere con la materia oscura?

I neutrini sono particelle elementari neutre prodotte nelle interazioni nucleari che avvengono nelle stelle (e in particolare nel Sole)

• Fino ad oggi se pensava che i neutrini NON avessero massa, ma la “oscillazione” osservata nel percorso Ginevra – Gran Sasso dimostrerebbe il contrario: i neutrini hanno una “massa invisibile”.

Se la Massa dei neutrini è invisibile potrebbe essere la componente della “materia oscura”!