L'mportanza dei neutrini - Sílvia Bravo Gallart

Guarda la lezione completa: http://ed.ted.com/lessons/why-neutrinos-matter-silvia-bravo-gallart

Le particelle elementari sono le unità più piccole dell'universo, ma il neutrino è ancora più piccolo. I neutrini potrebbero darci informazioni sugli ambienti più estremi dell'universo, ma solo se li catturassimo. Silvia Bravo Gallart spiega come l'osservatorio Ice Cube, situato in Antartide, stia lavorando per riuscire in questo intento.

Lezione di Sílvia Bravo Gallart, animazione di Steff Lee.

Sono dappertutto, ma non li vedrai mai.

In miliardi stanno attraversando
il tuo corpo in questo preciso istante,

ma non puoi vederli.

Queste particelle invisibili si chiamano
neutrini e, se potessimo catturarli,

ci darebbero informazioni

sugli ambienti più estremi dell'universo.

I neutrini sono particelle elementari,

cioè sono inscindibili,
a differenza degli atomi.

Le particelle elementari
sono le più piccole unità

che esistono nell'universo,

e il neutrino è il più piccolo
di questa famiglia.

Avendo una massa molto inferiore
a quella dell'elettrone,

i neutrini si muovono nello spazio
senza risentire dei campi magnetici.

Infatti, non interagiscono con nulla.

Ciò significa che possono attraversare
l'universo in linea retta

per milioni o miliardi di anni,

fornendo informazioni
sulla la loro provenienza.

Da dove provengono?

Da ogni parte.

Nel nostro corpo sono prodotti

dalla decomposizione radioattiva
del potassio.

I raggi che colpiscono gli atomi
presenti nell'atmosfera

creano piogge di neutrini.

Sono prodotti dalle reazioni nucleari
all'interno del sole

e dal decadimento radioattivo
nella Terra.

Possiamo generarli in reattori nucleari

e in acceleratori di particelle.

Ma i neutrini con maggiore energia
sono nati in ambienti lontani

di cui sappiamo poco o nulla.

Qualcosa là fuori,
magari enormi buchi neri,

magari qualche dinamo cosmica
non ancora scoperta,

accelera l'energia dei raggi cosmici
un milione di volte più di quanto

possa fare il più potente degli
acceleratori costruiti dall'uomo.

Questi raggi cosmici,
per la maggior parte protoni,

interagiscono violentemente con la materia
e la radiazione che li circonda,

producendo neutrini ad alta energia,

che si propagano come briciole cosmiche

in grado di fornire le posizioni

e gli interni dei più potenti
motori cosmici.

Se solo potessimo catturarli!

La scarsa interazione dei neutrini
con altre sostanze

potrebbero renderli importanti messaggeri,

ma li rende anche estremamente
difficili da rilevare.

Una soluzione è mettere un enorme volume
di materiale trasparente sul loro percorso

e aspettare che il neutrino si riveli

grazie alla collisione
con il nucleo di un atomo.

Questo è ciò che sta accadendo
in Antartide, nell'Ice Cube,

il più grande osservatorio di neutrini.

È situato in un cubo
di ghiaccio chilometrico

che è stato purificato dalla pressione

di ghiaccio e neve accumulati
in migliaia di anni,

al punto che è uno dei solidi
più chiari della Terra.

Anche se attraversato da pozzi trivellati
contenenti oltre 5000 rilevatori,

molti dei neutrini cosmici non lasceranno
mai alcuna traccia nell'Ice Cube.

Ma una decina di volte l'anno,

un singolo neutrino ad alta energia
si scontra con una molecola di ghiaccio,

sprigionando scintille di particelle
subatomiche cariche,

che si muovono nel ghiaccio
più velocemente della luce.

Analogamente ad un jet
che supera la velocità del suono

producendo un boom sonico,

queste particelle superluminali lasciano
di dietro di sé un cono di luce blu,

una specie di boom fotonico.

La luce si diffonde nell'Ice Cube,

colpendo alcuni rilevatori situati
chilometri in profondità.

Tubi fotomoltiplicatori
amplificano il segnale,

che contiene informazioni sui percorsi
e sulle energie delle particelle cariche.

I dati vengono trasmessi
agli astrofisici di tutto il mondo,

che osservano
le traiettorie della luce

per avere indizi sui neutrini
che li hanno prodotti.

Queste forti collisioni energetiche
sono così rare

che gli scienziati dell'Ice Cube danno
un nome a ciascun neutrino,

come Big Bird e Dr. Strangepork.

L'Ice Cube ha già rilevato

neutrini cosmici ad altissima energia,
mai visti prima.

I neutrini rilevati ci diranno finalmente
da dove provengono i raggi cosmici

e come raggiungano
energie così estreme.

La luce, dai raggi infrarossi ai raggi X
fino ai raggi gamma,

ci ha fornito finora

immagini sorprendenti ed energetiche
dell'universo.

Ora siamo agli albori dell'era
dell'astronomia dei neutrini.

Non possiamo neanche immaginare
le rivelazioni che Ice Cube

e altri osservatori di neutrini faranno

sui fenomeni più violenti
ed energetici dell'universo.