neutrino

neutrino

Particella leptonica senza carica elettrica o di colore, quindi non soggetta né all’interazione elettromagnetica né all’interazione forte. Sottoposta alla sola interazione debole (la gravitazione è peraltro trascurabile, data la massa estremamente ridotta), presenta una piccolissima sezione d’urto che le consente di attraversare la materia indenne. L’esistenza di una particella neutra con spin pari a 1/2 (chiamata inizialmente ν, poi ribattezzata neutrino da Enrico Fermi) fu postulata da Wolfgang Pauli nel 1930 per spiegare lo spettro continuo del decadimento beta nel rispetto dei principi fondamentali di conservazione dell’energia e del momento. La scoperta avvenne però soltanto nel 1956 a opera di Clyde Cowan e Fred Reines nel corso di un esperimento in un reattore nucleare a fissione che mostrò reazioni indotte da neutrini. Nel Modello Standard i neutrini fanno parte del gruppo dei leptoni, insieme ai fermioni carichi (elettrone e⁻, muone μ⁻ e tauone τ⁻). I leptoni sono suddivisi in tre generazioni, nelle quali ogni neutrino associato a un leptone carico forma una famiglia. Nella prima generazione la famiglia è composta dall’elettrone e dal suo neutrino ν_e. Nella seconda generazione la famiglia è composta dal muone e dal suo neutrino ν_μ. Nella terza generazione la famiglia è composta dal tauone e dal suo neutrino ν_τ. La fisica dei neutrini rappresenta oggi un importante settore che collega fisica delle particelle e cosmologia. Infatti i neutrini possono essere ottenuti in laboratorio all’interno dei reattori nucleari, negli acceleratori di particelle e nei processi di decadimento radioattivo, ma sono anche il risultato di processi astrofisici come i raggi cosmici prodotti dall’atmosfera terrestre e dalle stelle. Le moderne teorie cosmologiche ritengono che i neutrini abbiano giocato un ruolo importante nell’evoluzione dell’Universo nei suoi primi istanti dopo il Big Bang e potrebbero costituire una spiegazione del mistero della massa mancante. Risulta pertanto determinante la valutazione della reale massa del neutrino. Indicazioni su una massa finita per il neutrino sono date dallo studio del flusso di neutrini solari (prodotti dai processi termonucleari nell’interno del Sole) e di neutrini atmosferici. La possibilità di una massa non nulla per il neutrino viene inoltre studiata attraverso esperimenti di precisione sullo spettro beta nel decadimento radioattivo o ricercando le cosiddette oscillazioni del neutrino in reattori nucleari o acceleratori di particelle.

→ Particelle elementari