Neutrini e antineutrini: la possibile risposta all’asimmetria tra materia e antimateria dell’Universo

di Newsbot15 17—Apr—2020 / 11:40 AM

Con il Big Bang si sono prodotte uguali quantità di materia e antimateria ma ancora non si ha la spiegazione del perché l’Universo di oggi sia interamente composto di materia: un esperimento giapponese sui neutrini e antineutrini cerca la risposta.

L’universo è composto principalmente da materia e resta ancora un mistero dato che con il Big Bang si sono create le stesse quantità di materia e antimateria. Un esperimento giapponese, il Tokai to Kamioka (T2K) tenta di dare una risposta attraverso i neutrini la particella fondamentale dell’universo. Uno studio guidato dall’Università di Lancaster ha utilizzato i dati dell’esperimento T2K per individuare la differenza di oscillazione tra i neutrini e gli antineutrini che potrebbe spiegare la superiorità di materia rispetto l’antimateria.

L’obiettivo dell’esperimento è rilevare i neutrini. I neutrini sono minuscole particelle fondamentali che compongono l’Universo e sono uno dei misteri più oscuri. Sono prodotte dal Sole e da altre stelle e si conosce davvero poco di queste particelle ma in ogni attimo un numero spropositato di neutrini dal Sole arrivano alla Terra senza interagire passando anche attraverso il nostro corpo.

Queste minuscole particelle, i neutrini, si presentano in tre versioni, o anche detti dai ricercatori come tre flavours: elettrone, muone e tau.

Queste interagiscono con la materia solo raramente e per questo molto difficili da rilevare.

Partendo dal presupposto che le leggi della fisica forniscono una descrizione simmetrica del comportamento della materia e dell’antimateria si cerca di capire perché questa simmetria si è spezzata poco dopo il Big Bang portando ad un Universo composto principalmente di materia.

La spiegazione potrebbe trovarsi nell’individuazione delle oscillazioni tra neutrini e antineutrini.

La dott.ssa Helen O’Keeffe, docente senior di fisica presso la Lancaster University e ricercatrice presso T2K, ha dichiarato:

I nostri dati continuano a suggerire che la natura preferisce quasi il massimo valore dell’asimmetria per questo processo. È come se per Madre Natura queste particelle apparentemente insignificanti, difficili da studiare, minuscole siano il vero motore dell’esistenza dell’universo.

Ogni versione di questa particella ha un suo antineutrino. Se il cambiamento da una versione all’altra, o meglio le oscillazioni sono diverse per neutrini e antineutrini, potrebbe aiutare a spiegare la preponderanza di materia sull’antimateria nel nostro Universo.

Per poter spiegare questa asimmetria condizione necessaria è la violazione della cosiddetta simmetria Charge-Parity (CP), ma fino ad ora non è stata osservata abbastanza violazione di questa simmetria per spiegare l’esistenza del nostro Universo.

Ma lo studio sta iniziando a rivelare una proprietà di base dei neutrini che non è stata misurata fino ad ora.

Ha affermato la dott.ssa Helen O’Keeffe, docente senior di fisica presso la Lancaster University e ricercatrice presso T2K.

Questo risultato aiuterà a modellare le fasi future di T2K e lo sviluppo di esperimenti di prossima generazione. È un risultato molto eccitante da molti anni di lavoro.