La massa del neutrino è stata dimezzata: il nuovo limite fissato da KATRIN
Un recente avanzamento nella fisica delle particelle ha ridotto in modo significativo il limite superiore stimato della massa del neutrino elettronico, segnando un traguardo notevole nella comprensione dell’universo subatomico. Il team dell’esperimento KATRIN, attivo in Germania, ha annunciato di aver migliorato la precisione della misurazione di un fattore due rispetto ai dati precedenti. La nuova stima impone che la massa del neutrino elettronico non possa superare 0,45 eV, pari a 8×10^-37 chilogrammi. Si tratta di una frazione talmente minuscola che il confronto con 40.000 masse solari risulta appena percettibile.
Cosa sono i neutrini e perché la loro massa conta
I neutrini sono tra le particelle più abbondanti dell’universo. Privi di carica elettrica, praticamente privi di massa e in grado di attraversare la materia senza interagire, restano tuttora uno degli enigmi principali della fisica moderna. Per decenni si è dibattuto se avessero massa o meno. Oggi sappiamo che la possiedono, ma la sua entità è ancora oggetto di misurazione indiretta.
Il Modello Standard, che regola la teoria delle particelle, inizialmente non prevedeva massa per i neutrini. La loro esistenza materiale richiede quindi una revisione del quadro teorico attuale, aprendo le porte a teorie più complesse che includano fenomeni ancora sconosciuti.
Il funzionamento dell’esperimento KATRIN
KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment) utilizza il trizio, una forma radioattiva dell’idrogeno, per generare antineutrini. Durante il decadimento beta del trizio in elio-3, vengono emessi un elettrone e un antineutrino. Misurando con precisione millimetrica l’energia degli elettroni emessi, gli scienziati possono dedurre quanta energia è stata trasportata dall’antineutrino, e da lì inferire la sua massa effettiva.
Il cuore di KATRIN è uno spettrometro da 200 tonnellate lungo 70 metri, con cui sono stati analizzati 36 milioni di elettroni nei primi 259 giorni di campagna scientifica. Quando la raccolta si concluderà, prevista entro il 2025, il numero totale di elettroni analizzati sarà di circa 250 milioni.
Prospettive future e implicazioni teoriche
Secondo Loredana Gastaldo, che ha firmato un articolo correlato sulla rivista Science, con il completamento dei dati sarà possibile stimare la massa del neutrino elettronico attorno a 0,3 eV con un’affidabilità del 90%. Questo restringimento del campo di incertezza potrebbe finalmente aprire nuovi orizzonti teorici, spingendo la fisica oltre i confini del Modello Standard e avvicinandoci a una comprensione più completa della materia oscura e dell’energia dell’universo primordiale.
La pubblicazione dei risultati su Science e la qualità dei dati ottenuti rappresentano un momento cruciale per la fisica fondamentale, rendendo i neutrini non solo protagonisti dell’universo invisibile, ma anche chiavi di volta della conoscenza scientifica futura.
