mercoledì 22 Maggio 2024

Quanto pesa un neutrino? La corsa per pesare particelle misteriose si accende

3 mesi ago

La ricerca per pesare i neutrini si intensifica

I fisici sono determinati a pesare i neutrini, tra le particelle più misteriose. L’esperimento KATRIN in Germania è attualmente il solo in grado di effettuare questa misurazione, ma altri laboratori stanno sviluppando approcci alternativi.

Approcci alternativi in corso

Gruppi di ricerca stanno testando approcci innovativi per pesare i neutrini, con alcune tecniche che potrebbero competere con l’esperimento KATRIN. Un workshop a Genova, chiamato NuMass 2024, ha riunito ricercatori per confrontare i risultati.

Il peso dei neutrini

Stime basate sull’osservazione della struttura cosmica suggeriscono che i neutrini siano estremamente leggeri, con masse fino a 0,12 elettronvolt, mettendo in discussione la capacità di KATRIN di determinarne la massa vera.

Metodi per pesare i neutrini

I fisici utilizzano il decadimento degli isotopi radioattivi per pesare i neutrini. KATRIN si basa sul decadimento beta del trizio, misurando l’energia delle particelle rimanenti per calcolarne la massa.

Risultati e sfide

Il limite superiore di massa del neutrino fissato da KATRIN è attualmente di 0,8 eV, con sensibilità massima di 0,2 eV. Il confronto tra i risultati di KATRIN e le stime cosmologiche potrebbe portare a nuove scoperte in campo di fisica delle particelle.

Esplorando la Fisica Esotica

La fisica esotica apre scenari intriganti, come nuove forze influenzanti i neutrini o modifiche alla teoria della gravità di Einstein.

Cattura degli Elettroni

I fisici cercano tecniche per aumentare la sensibilità verso masse più leggere, con l’utilizzo della cattura dell’elettrone in isotopi radioattivi come l’olmio-163.

Questi isotopi consentono di rilevare il neutrino rilasciato durante il decadimento, producendo calore misurabile con appositi rilevatori di energia.

Origini dell’Idea

L’approccio di cattura elettronica nacque nel 1981 da un’ispirazione sulle spiagge di Rio de Janeiro, per poi essere ripreso e sviluppato da fisici come Gastaldo e Nucciotti.

Lavorando in condizioni sfavorevoli, questi ricercatori sono riusciti a dimostrare la validità dell’approccio, fissando limiti alla massa dei neutrini.

Metodi Alternativi

Juliana Stachurska del MIT presenta il Progetto 8, un esperimento che utilizza gas trizio in una bottiglia magnetica per intrappolare e misurare gli elettroni emessi.

Questo metodo innovativo permette una misurazione precisa dell’energia degli elettroni, aprendo nuove prospettive nello studio della fisica delle particelle.

Esperimenti innovativi nel campo della fisica nucleare

Recenti esperimenti nel campo della fisica nucleare, come il progetto KATRIN e il Progetto 8 del MIT, stanno cercando di aprire nuove prospettive di studio.

Obiettivi ambiziosi per il futuro

Il fisico Joseph Formaggio del MIT sottolinea l’importanza di costruire una versione su larga scala dell’esperimento per ridurre la sensibilità a livelli mai raggiunti prima, aprendo la strada a nuove frontiere della ricerca scientifica.

Il progetto TOLOMEO e le sue potenzialità

Il progetto TOLOMEO propone un metodo rivoluzionario utilizzando trizio solido attaccato a grafene atomicamente sottili, offrendo la possibilità di immagazzinare maggiori quantità di trizio e incrementare le emissioni radioattive per analisi più approfondite.

Aspettative per i risultati di KATRIN

La comunità scientifica è in attesa dei risultati finali di KATRIN; nonostante si raggiunga la sensibilità progettuale massima, i ricercatori sono determinati a continuare il progetto per ulteriori scoperte. Il fisico Magnus Schlösser sottolinea che KATRIN aprirà nuove porte anche in futuro.

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