Il neutrino è una particella elementare con una massa estremamente piccola, scoperta nel 1956, che interagisce solo tramite la gravità e la forza nucleare debole. Recenti ricerche hanno dimostrato che i neutrini possono oscillare tra diverse 'famiglie', indicando che possiedono una massa, che potrebbe essere legata alla materia oscura, una forma di materia non visibile nel cosmo. La scoperta della loro oscillazione sfida una delle fondamentali leggi della fisica moderne riguardo alla velocità della luce e la massa.

1. Neutrini

3. CHE COS’E’?
• Il Neutrino è una
particella elementare,
teorizzata nel 1930 e
scoperta nel 1956.
• ha una massa molto
piccola: da 100.000 a 1
milione di volte
inferiore a quella dell'
elettrone

4. I neutrini non hanno
carica elettrica, interagiscono
solo attraverso:
-la forza nucleare debole
-la forza di gravità
-non sentono
l'interazione nucleare forte o
la forza elettromagnetica.

5. Forza nucleare debole:
• La forza nucleare è l'unica
forza che agisce su le
coppie di particelle
elementari.
• Ha raggio d'azione breve
• Questa forza non è in grado
di tenere unite delle
particelle e, data la sua
debolezza, permette al
neutrone di scindersi in un
protone, elettrone e
neutrino.

6. Gravità
Una sostanza deve avere almeno un atomo per essere
considerato materia.
Deve avere almeno un protone, un elettrone e/o un
neutrone .
Ecco perché si dice che la gravità tiene insieme la massa o
la "roba" che tiene insieme protoni e neutroni. Una volta
che si forma un atomo, la forza elettromagnetica diventa
un fattore sostanziale

7. Forza nucleare forte
• L'interazione nucleare forte può essere
osservata in due aree: in scala più grande per
tenere assieme protoni e neutroni a formare il
nucleo dell'atomo
Forza elettromagnetica
La forza elettromagnetica agisce tra particelle che
hanno carica elettrica, come gli elettroni e il nucleo di
un atomo. Questa forza tiene uniti tutti gli elementi
che ci circondano, non solo le particelle atomiche ma
anche le molecole per formare gli oggetti che ci
circondano.

8. Chi lo ha scoperto?
• Il nome neutrino fu
coniato da Enrico Fermi
come diminutivo del
nome di un'altra
particella neutra, il
neutrone, molto più
massiva.

9. Proprietà
• Poiché il neutrino interagisce debolmente,
quando si muove attraverso la materia le sue
possibilità di interazione sono molto piccole.

10. Ricerca:
• L’evento, che si può
senz’altro definire
epocale per la fisica
moderna, è stato
osservato con gli
strumenti del laboratorio
OPERA dell’INFN (Istituto
Nazionale di Fisica
Nucleare) che si trova
sotto il massiccio del
Gran Sasso:

11. • il neutrino in 2,4 millisecondi ha attraversato
732 chilometri di crosta terrestre SUPERANDO
LA VELOCITA’ DELLA LUCE e ha raggiunto il
laboratorio sotto la montagna abruzzese.

12. E dopo tanti anni di ricerca …
Ci sono voluti più di tre anni di ricerche e miliardi
di miliardi di particelle in viaggio da una parte
all’altra delle Alpi, e finalmente la trasformazione
è stata osservata in modo inequivocabile:
Su miliardi di miliardi di neutrini lanciati dal CERN e
arrivati ai laboratori dell'INFN (dal 2007 a oggi) è
stato osservato dagli scienziati un solo neutrino
che ha oscillato passando da una "famiglia" a
un'altra.

13. Questo risultato è una
testimonianza a favore del fatto
che i neutrini hanno una massa e
che possono oscillare passando da
un tipo a un altro

14. • E’la prima volta che viene
osservato direttamente un
neutrino che oscilla in un altro.
• Questa è una caratteristica di
oggetti che hanno una massa!

15. Se il neutrino supera la velocità della
luce …. E ha Massa
Uno dei capisaldi della fisica moderna, e cioè
che nessuna particella dotata di massa può
superare la velocità della luce, cade!
La massa , raggiunta la velocità della luce , si
trasformerebbe in Energia E= m c²
Questa scoperta ha implicazioni per la nostra
comprensione dei fenomeni cosmici.

16. Legame tra neutrino e astri…
Due misteri ancora da
chiarire:
• Cosa è la materia oscura?
• I neutrini hanno massa?
E poi:
• c’è un legame tra i neutrini
e materia oscura?

17. La materia oscura
Osservando le stelle della Via Lattea si trova
che la loro rotazione intorno al centro
galattico è più veloce dei calcoli che
tengono conto della Legge di
Gravitazione universale.
Deve dunque esistere un quantitativo di materia
non visibile, ma "attivo" gravitazionalmente che
giustifica quei valori “elevati” di velocità :
deve esserci molta più materia di quella
che possiamo vedere!

18. • Da questa e da altre osservazioni si deduce
che il 90% della materia presente nel cosmo è
composta da oggetti o da particelle che non
possono essere viste:
Questa "massa mancante" è chiamata:
materia oscura.

19. E i neutrini … cosa hanno a che vedere
con la materia oscura?
I neutrini sono particelle
elementari neutre
prodotte nelle
interazioni nucleari che
avvengono nelle stelle
(e in particolare nel
Sole)

20. • Fino ad oggi se pensava che i neutrini NON
avessero massa, ma la “oscillazione” osservata
nel percorso Ginevra – Gran Sasso
dimostrerebbe il contrario: i neutrini hanno
una “massa invisibile”.
Se la Massa dei neutrini è
invisibile potrebbe essere la
componente della “materia
oscura”!