I neutrini: fantasmi dell'universo che stiamo cercando di acchiappare

Immagina di scavare una buca enorme, profonda 700 metri, dentro una montagna. Poi riempi questa buca con 20.000 tonnellate di un liquido specialissimo che si illumina quando qualcosa passa attraverso. Quello che ottieni è uno dei luoghi più affascinanti della scienza moderna.

Siamo in Cina meridionale, e questo posto si chiama JUNO. È l'osservatorio sotterraneo di neutrini di Jiangmen. E al suo interno succede qualcosa di straordinario.

Ma cosa diavolo è un neutrino?

Vado dritto al punto. Un neutrino è una particella fondamentale, uno di quei mattoncini base che compongono tutto ciò che esiste. Ma rispetto a protoni, neutroni ed elettroni, i neutrini hanno caratteristiche davvero strane.

Primo: non hanno carica elettrica. Secondo: sono leggerissimi, quasi senza massa. Terzo: interagiscono con quasi niente.

Faccio un esempio concreto. In questo preciso istante, mentre leggi, miliardi di miliardi di neutrini provenienti dal Sole ti stanno attraversando. Attraversano il tuo corpo, i muri, l'intero pianeta. E non sbattono contro nemmeno un singolo atomo.

Sono come fantasmi con numero di telefono.

Cosa ha combinato JUNO

Recentemente JUNO ha pubblicato i suoi primi risultati importanti. E sono impressionanti.

In soli 59 giorni di dati, il team internazionale ha ottenuto le misurazioni più precise di sempre su due proprietà fondamentali dei neutrini. Hanno ridotto le incertezze di 1,6 volte rispetto a decenni di esperimenti precedenti.

È come passare dall'indovinare l'età di qualcuno entro 10 anni a indovinarla entro 6. Solo che stiamo parlando di una particella subatomica che quasi non esiste.

Il mistero dell'ordinamento delle masse

Qui la faccenda si fa interessante. I scienziati sanno che esistono tre tipi di neutrini, chiamati "sapori". Quello che non sanno è quale sia il più pesante e quale il più leggero.

Sembra una cosa da poco, ma non lo è. Capire questo potrebbe aiutarci a rispondere a domande enormi sulla nascita dell'universo. Parliamo del motivo per cui la materia ha vinto sull'antimateria. Del motivo per cui esiste qualcosa invece di niente.

La rivista Nature ha commentato questi risultati parlando di "l'alba di una nuova era per le misurazioni precise delle oscillazioni dei neutrini". Arthur McDonald, premio Nobel per la scoperta delle oscillazioni dei neutrini solari, ha detto che JUNO "ha raggiunto i suoi obiettivi di progetto, con purezza radioattiva, risoluzione energetica e stabilità del rivelatore eccezionali".

Non è roba da poco, detta da uno che se ne intende.

Come è fatto questo aggeggio

Prova a visualizzarlo. Al centro c'è una sfera acrilica enorme, circa 35 metri di diametro, piena del liquido che ti dicevo. Questa sfera sta dentro una piscina d'acqua profonda 44 metri. Tutto questo è dentro una struttura d'acciaio inossidabile mastodontica.

Il perché di tutta questa fatica? Quei 700 metri di roccia sopra servono a bloccare le particelle di fondo che disturberebbero le misurazioni. Stiamo cercando le particelle più timide dell'universo, ci vuole pazienza.

La sfera è ricoperta da oltre 45.000 tubi fotomoltiplicatori. Sono dispositivi che catturano i bagliori minuscoli prodotti quando un neutrino decide, raramente, di interagire con il liquido. Quei bagliori vengono trasformati in segnali elettrici e analizzati.

È come costruire una macchina fotografica enorme per fotografare qualcosa che non vuole farsi fotografare.

Perché dovrebbe importarti

Lo so cosa stai pensando: "Bello, ma a me cosa importa?"

Ecco il punto. I neutrini sono ovunque. Nascono nelle reazioni nucleari del Sole, nelle esplosioni di supernova, nel nucleo della Terra, persino nel tuo corpo dal potassio che mangi. Portano informazioni sugli eventi più violenti e misteriosi dell'universo.

Capire i neutrini significa capire le regole fondamentali di tutto. E c'è qualcosa di bellissimo nel fatto che gli esseri umani costruiscano rivelatori giganteschi sottoterra solo per intravedere questi fantasmi cosmici.

È curiosità pura.

Cosa succede adesso

JUNO funziona senza intoppi da circa nove mesi. I ricercatori prevedono di pubblicare nuovi risultati a partire da questa estate. Nei prossimi anni, l'esperimento dovrebbe raccogliere abbastanza dati per risolvere finalmente il puzzle dell'ordinamento delle masse.

Se succede, sarà una delle scoperte più grandi nella fisica delle particelle degli ultimi decenni.

Tieni d'occhio JUNO. Quelle particelle silenziose nascoste nel buio potrebbero avere molto da dirci.