Il Caprice è un pallone aerostatico mandato in cielo dal Royal Institute of Technology di Stoccolma. E il suo nome è più che mai azzeccato, visto che è servito per togliersi un “capriccio scientifico”: verificare se le ipotesi alla base dell’esperimento effettuato l’anno scorso nel laboratorio giapponese di SuperKamiokande sono corrette. L’esperimento in questione è uno di quelli che, se confermato, potrebbe rivoluzionare la fisica moderna. Infatti, nel giugno 1998 dal Giappone arrivò la notizia che il team di ricercatori americani e nipponici di SuperKamiokande (o SuperK, come lo chiamano gli addetti ai lavori) aveva trovato tracce della possibile massa dei neutrini. Ma oggi questa piccola mongolfiera ne ridimensiona la portata, stando all’articolo pubblicato da Mirko Boezio su Physical Review Letters, una delle “bibbie” per i fisici di tutto il mondo. Dimostrando che anche un esperimento dal budget relativamente economico può far sorgere qualche dubbio sui risultati di un tipico esponente della Big Science come appunto SuperK.
L’esistenza o meno della massa del neutrino è uno dei maggiori punti interrogativi con cui la fisica moderna si confronta. Il neutrino è una particella elementare, cioè per quanto ne sappiamo non è composta da particelle più piccole. Inoltre ha una caratteristica particolare: può attraversare quasi indisturbato la materia. In un fascio da un miliardo di neutrini che investe la Terra, in media solo due vengono bloccati, tutti gli altri la “bucano” indisturbati. Questo fenomeno curioso è dovuto alla particolare proprietà dei neutrini di non sentire tutte le forze cui sono soggette le altre particelle, ma solo una di esse: l’interazione debole.
Esistono tre tipi di neutrini, dai nomi un po’ curiosi: il neutrino muonico, e quelli tauonico ed elettronico. I fisici dicono che queste particelle hanno un diverso sapore. Non che qualcuno di loro abbia mai assaggiato un neutrino: nel linguaggio della fisica il sapore di una particella indica il modo in cui essa sente l’interazione debole.
Nell’atmosfera vengono continuamente prodotti neutrini che si dirigono verso la Terra. A SuperK arrivano sia i neutrini provenienti dal cielo soprastante, sia quelli provenienti dagli antipodi che, attraversando il nostro pianeta, sbucano in Giappone (e che dunque percorrono una distanza molto maggiore). Il rivelatore è in grado di contare i neutrini che lo raggiungono e di dire se vengono da “sopra” o da “sotto”.
L’anno scorso SuperK ha registrato una scomparsa parziale dei neutrini muonici: di quelli provenienti da “sotto” ne giungevano solo la metà. Quelli da “sopra”, invece, arrivavano tutti a destinazione. Cosa può essere successo? L’ipotesi più diffusa è che sia avvenuto un fenomeno, detto “oscillazione di sapore”. Ed ecco il punto cruciale: se i neutrini compiono queste oscillazioni di sapore, le regole della fisica dicono che devono possedere una massa. Ecco dunque cosa ha spinto i ricercatori di SuperK ad affermare che i neutrini hanno massa, e a cominciare a pregustare un possibile viaggio a Stoccolma.
Tutto si basa però sull’ipotesi di conoscere esattamente quanti e quali tipi di neutrini arrivano dall’atmosfera. Ma il team di SuperK non ha mai effettuato un esperimento per vedere realmente quanti neutrini “partissero” verso la Terra: ne ha solo fatto una stima, basata su una simulazione al computer. Ed ecco dove interviene l’impertinente Caprice che è salito a 38 chilometri di quota portando uno strumento per contare quali e quanti neutrini fossero presenti nell’atmosfera. E da lassù ha smentito i potenti computer giapponesi: infatti la simulazione di SuperK fornisce una stima per eccesso dei neutrini muonici di partenza: il 36 per cento in più di quanti ne ha trovati Caprice.
Se tutto ciò non azzera i risultati nippo-americani, quanto meno ne ridimensiona la portata. Non resta ora che aspettare i risultati dei costosissimi esperimenti in programma. Si tratta di esperimenti in cui anziché sfruttare i neutrini provenienti dall’atmosfera, si sfruttano quelli prodotti dai grandi acceleratori di particelle, di cui si conosce esattamente numero e tipo. Uno di questi esperimenti di nuova generazione, il K2K, è già iniziato: i neutrini prodotti dall’acceleratore giapponese del Kek vengono rilevati proprio da SuperK. Entro breve sarà poi la volta dell’esperimento Cern/Gran Sasso e di quello Fermilab/Soudan.
