Esperimento T2K. Un passo in avanti per scoprire i segreti dell'Universo

neutriniUn grande passo si sta compiendo in questi giorni per l'ulteriore comprensione dell'universo, e in parte è merito anche della nostra Università Federiciana.

La collaborazione T2K (Tokai to Kamioka), che da oltre 10 anni studia i fenomeni connessi alle oscillazioni dei neutrini, a cui partecipa da molti anni anche il gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica della Federico II, ha pubblicato su Nature uno studio che fornisce indicazioni sempre più stringenti sull'esistenza di una differenza nel comportamento dei neutrini e delle loro antiparticelle (gli antineutrini). Questa ricerca apre uno spiraglio nella comprensione di uno dei grandi misteri che riguardano il nostro universo: cioè la netta prevalenza della materia sull'antimateria.

Uno studio di importanza tale da valere la copertina dell'importante rivista scientifica. L'esperimento T2K è una collaborazione internazionale a cui l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) partecipa dalle prime fasi di progettazione ricoprendo ruoli di grande responsabilità, e vede contributi delle Sezioni INFN e delle Università di Napoli, Padova e Roma Sapienza, Università e Politecnico di Bari, e dei Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN.
"Questo risultato premia i molti anni di sforzi per costruire, mettere in funzione e operare uno degli apparati più complessi mai realizzati nel nostro settore" sottolinea Gabriella Catanesi, responsabile per l'INFN dell'esperimento T2K e componente del comitato esecutivo dell'esperimento. "Siamo molto orgogliosi e soddisfatti. Ma non ci fermiamo certamente qui. Stiamo lavorando per migliorare ancora il nostro apparato per essere in grado di fronteggiare le sfide dei prossimi anni", conclude Catanesi.
Come funziona: Per misurare questo fenomeno, nell'esperimento T2K, un potente fascio di neutrini (o antineutrini) muonici viene prodotto nel complesso di acceleratori per la ricerca (JPARC) presso il villaggio di Tokai sulla costa orientale del Giappone. I neutrini vengono prima misurati vicino al luogo di produzione e poi intercettati dal gigantesco rivelatore sotterraneo Super-Kamiokande, a Kamioka, nei pressi della costa occidentale del Giappone, a 295 kilometri di distanza. Durante questo tragitto, infatti, i neutrini (o gli antineutrini) muonici possono "oscillare", trasformandosi in neutrini (o antineutrini) di tipo elettronico.



neutrini rivelatore

(Nella foto: il  rivelatore sotterraneo Super-Kamiokande, a Kamioka in Giappone)

L'esperimento è stato realizzato ed è gestito da una collaborazione internazionale che conta circa 500 scienziati di 67 istituzioni in 12 paesi (Canada, Francia, Germania, Italia, Giappone, Polonia, Russia, Spagna, Svizzera, Regno Unito, Stati Uniti d'America e Vietnam) Per le ricerche svolte con il rivelatore Super-Kamiokande, che hanno portato "Alla scoperta delle oscillazioni del neutrino che mostrano che il neutrino ha massa" il fisico giapponese Takaaki Kajita, nel 2015, è stato insignito del Premio Nobel per la Fisica, condiviso con il fisico canadese Arthur McDonald. Lo stesso anno, per i fondamentali contributi alla scoperta delle oscillazioni dei neutrini nel novembre 2015 i componenti della collaborazione T2K sono stati insigniti del prestigioso premio "Breakthrough Prize for Fundamental Physics".

La partecipazione italiana a T2K è coordinata dall'INFN e vede contributi delle sezioni INFN e delle Università di Napoli Federico II, Padova e Roma Sapienza, Università e Politecnico di Bari, e dei Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN.

Chiara Reale