Scoperto un quarto "sapore" dei neutrini?

Alcune delle particelle previste dal Modello Standard

Un esperimento condotto presso il Fermilab di Chicago potrebbe avere delle pesanti ripercussioni sulla fisica subnucleare: i neutrini, particelle subatomiche neutre di cui finora si conoscevano tre "sapori", potrebbero in realtà possederne un quarto. Questo risultato va a confermare degli indizi in questo senso conosciuti ormai da vent'anni, e andrebbe a colmare una importante lacuna del Modello Standard. Inoltre verrebbe evidenziata la violazione di una simmetria fondamentale dell'universo, cioè che le particelle di materia si comportano esattamente come le loro controparti di antimateria.

I neutrini sono particelle elementari neutre, cioè senza carica elettrica, che si generano nei processi di decadimento radioattivo. I loro diversi sapori sono associati  alle particelle a lori imparentate, cioè elettroni, muoni  e tau; esistono così i neutrini elettronici, i neutrini muonici e i neutrini tauonici. I neutrini passano continuamente da un sapore all'altro, fenomeno conosciuto con il nome di "oscillazione di sapore dei neutrini"; quindi un neutrino elettronico può trasformarsi in un neutrino muonico e poi magari ritrasformarsi in un neutrino elettronico. I risultati dell'esperimento Mini Booster Neutrino Experiment del Fermilab di chicago hanno invece mostrato un numero di oscillazioni più alto ripsetto a quante se ne avrebbero con tre soli sapori neutrinici.

Questi risultati implicano quindi o che ci siano nuovi tipi di forze o nuovi tipi di particelle. Gli scienziati ritengono più veritiera la seconda ipotesi, ed hanno introdotto un nuova particella simil-neutrino, o neutrino sterile, che però non sottintende alle interazioni deboli, che sono quelle che regolano i decadimenti radioattivi.

L'esistenza di neutrini sterili potrebbe aiutare a comprendere meglio la composizione dell'universo; in particolare potrebbero spiegare, almeno in parte, la materia oscura, e soprattutto perchè vi sia un asimmetria nella materia, dato che l'universo è composto più da materia ordinaria piuttosto che da antimateria.

Per di più, gli scienziati hanno notato dei risultati diversi quando invece di utilizare un fascio di neutrini è stato utilizzato un fascio di antineutrini. Il risultato sembra violare la "simmetria carica-parità" dell'universo, la quale afferma che le leggi della fisica si applicano allo stesso modo per le particelle e per le anti particelle; le violazioni di questa simmetria sono state osservate finora in alcuni decadimenti rari, ma mai con i neutrini.

fonte: University of Michigan