Volete sapere come fa OPERA a misurare la velocità dei neutrini? Leggete il blog di Marco Delmastro "Borborigmi di un fisico renitente"

Volete sapere come fa OPERA a misurare la velocità dei neutrini spediti dal CERN ai Laboratori del Gran Sasso? E com'è stata determinata la distanza tra il CERN e i laboratori dell'INFN? E in che modo viene prodotto il fascio di neutrini? Allora vi consiglio vivamente di leggere qui: Considerazioni dopo il seminario di OPERA. Ovvero, di come si misura la velocità dei neutrini (superluminali o meno), è un post del blog di Marco Delmastro: Borborigmi di un fisico renitente. Marco è un fisico delle particelle e lavora al CERN di Ginevra nell'esperimento ATLAS. Ne capisce abbastanza per addentrarsi nella scienza e nella tecnologia, restituendo descrizioni che si lasciano capire anche dai fisici che fanno altro (come me) e dai non fisici. Basta scorrere i commenti al post. Marco ha letto attentamente il paper scritto dai ricercatori impegnati nell'esperimento OPERA (e da una delle sue risposte ai commenti apprendo che l'articolo non è stato firmato da tutti coloro che sono coinvolti nello studio, perché non ritenevano opportuno esporre i risultati già da ora) e ha seguito il seminario di Dario Autiero tenutosi al CERN il 23 settembre. Il modo rispettoso con cui Marco si rivolge ai lettori e la maniera con la quale si sforza di rendere le cose il più possibile comprensibili al maggior numero di persone me lo hanno reso subito simpatico.
Il bello dei blog è che si possono porre domande. Ecco i quesiti che ho postato sul blog di Marco:
1) Dato che l'esperimento ICARUS (Imaging Cosmic and Rare Underground Signals) cattura tracce di neutrini provenienti dal CERN (nella Sala B dei laboratori del Gran Sasso), potrebbe aver senso utilizzarlo per effettuare altre stime di velocità?
2) Anche OPERA rileva i neutrini prodotti dal Sole e creati dalle esplosioni di Supernovae e nel collasso di stelle di neutroni?
3) Come si fa a distinguere i neutrini provenienti dal CERN da quelli di origine naturale? In base alla direzione oppure si riesce a distinguere la diversa energia connessa con i diversi tipi di neutrini?

La conclusione del post di Marco Delmastro si aggancia a quella frase finale del paper di OPERA che tanto aveva colpito anche me: "Nonostante la grande significatività della misura riportata e la stabilità dell'analisi, il potenziale grande impatto del risultato motiva la continuazione dei nostri studi per investigare altri effetti sistematici ignoti che potrebbero spiegare l'anomalia osservata. Evitiamo deliberatamente di proporre una spiegazione teorica o fenomenologica del risultato."
Scrive Marco Delmastro: "L'ultima frase mi sembra proponga il migliore atteggiamento di fronte a questo risultato. Prima di mettersi a speculare quale possa essere l'impatto di questo fenomeno sulla nostra comprensione del mondo, occorre essere sicuri che il fenomeno esista veramente. E dunque, eventualmente confermarlo, con analisi alternative degli stessi dati, e misure indipendenti da parte di altri esperimenti. Al lavoro."
Condivido al 100%.
Grazie Marco, ti seguirò spesso.

Andrea Mameli, 26 settembre 2011

P.S. Ecco le risposte di Marco alle mie domande.

@Andrea: al volo:
1) Non lo so. Non conosco il sistema di timing e trigger di ICARUS per poterti dire se avrebbe la risoluzione temporale necessaria.
2) OPERA è ottimizzato per cercare le conseguenze del passaggio di neutrini del tau, e vede molto bene neutrini muonici. I neutrini solari e astronomici sono (principalmente) neutrini elettronici.
3) In parte conta la direzione, ma soprattutto la "firma" legata al sapore dei neutrini è diversa. Semplificando molto, un neutrino di un certo tipo, interagendo con la materia del rivelatore, da origine al suo leptone corrispondente, dunque un elettrone, un muone o un tau a seconda del suo sapore originale. E queste tre particelle hanno modi molto diversi di interagire con il rivelatore.