IL TORMENTINO DEL NEUTRINO
di Antonio Sparzani
La prima notizia arrivò nel 1953 dal reattore di Hanford (stato di Washington) da parte di Frederick Reines e Clyde L. Cowan Jr., che pubblicarono una lettera sul volume 92 del 1953 della «Physical Review», intitolata Detection of the Free Neutrino. L’articolo si apre con la cauta frase «sembra probabile che questo fine [la rivelazione sperimentale del neutrino] sia stato raggiunto, anche se abbiamo in programma ulteriori sforzi per confermarlo» Ripeterono infatti, migliorandolo e confermandolo, il loro esperimento tre anni dopo nel Laboratorio di Savannah River (South Carolina).
Wolfgang Pauli festeggiò la notizia con alcuni fedeli amici arrampicandosi sul Uetliberg, la collina a sud ovest di Zurigo, meta prediletta di tutti gli zurighesi in vena di far festa ‒ a Zurigo egli abitava e insegnava ‒ dalla quale si gode un notevole panorama della città; al ritorno, provato dai numerosi brindisi cui si era lietamente e volentieri abbandonato, confidò al suo ospite americano William Barker «Ricorda, Barker, tutto il buono arriva all’uomo paziente».
Paziente sì, Pauli aveva dovuto aspettare vent’anni e più per vedere confermata la sua ipotesi teorica, quella che aveva proposta al mondo scientifico nel 1933, ma che rimuginava fin dal 1930, l’ipotesi cioè dell’esistenza di una qualche invisibile particella che rendesse conto della conservazione dell’energia. Il fatto è che Pauli aveva una fiducia incrollabile nella teoria e nel “dovere” della natura di obbedire a quelle che così presuntuosamente appunto chiamiamo le leggi di natura. E così, quando i primi esperimenti di decadimento radioattivo sembravano non conservare l’energia ‒ il che significa che l’energia complessiva dei prodotti finali del decadimento era un po’ minore dell’energia complessiva iniziale della particella che decadeva ‒ Pauli, invece di rassegnarsi, come invece fecero alcuni grandi fisici dell’epoca, primo fra tutti Niels Bohr, a pensare che l’importante è che l’energia si conservi solo in media statistica, mantenne fermissimo il suo punto che l’energia si deve conservare in ogni singolo processo e che dunque, se in un certo decadimento sembra non conservata, ciò accade a causa di qualcosa che non vediamo, perché ancora non abbiamo i mezzi per farlo: per esempio un’elusiva particella così piccola e sfuggente da non venire rivelata dai nostri (dell’epoca) pur sofisticati strumenti. Pauli annunciò al mondo scientifico la sua ardita congettura nel 1933 al Septième Conseil de Physique Solvay che si tenne a Bruxelles dal 22 al 29 ottobre 1933, durante la discussione che seguì la relazione di Heisenberg; la nuova forte proposta di Pauli si concludeva comunque con le parole «È certo che il neutrino, se esiste, sarà straordinariamente difficile da rivelare». Aveva ben previsto.
Ogni tanto bisogna ammettere che la fisica consegue successi piuttosto notevoli, quelli che a me stupiscono maggiormente sono proprio quelli che consistono nella effettiva scoperta sperimentale di oggetti che erano stati pre-visti solo teoricamente: cito qui soltanto la scoperta del pianeta Nettuno a partire dalle perturbazioni dell’orbita di Urano (se volete una gustosa storia di litigi tra austeri scienziati su chi è arrivato primo, leggetevi questo) e la scoperta del positrone, teorizzato da Paul A. M. Dirac nel 1928 e rivelato quattro anni dopo da Carl D. Anderson al Caltec (California Institute of Technology) a Pasadena.
Questa del neutrino (lo volevano chiamare neutrone, in un primo tempo, parola già usata per varie altre congetturate particelle, ma fu Enrico Fermi che propose il nome neutrino, data la sua piccolezza, perché in italiano suona ovviamente diminutivo, non così in francese, ad esempio; prevalse la proposta di Fermi, che diede così il suo, ehm, piccolo contributo) fu una storia assai tormentata perché si trattava di un oggettino assai difficile da maneggiare (parola inadeguata se mai ce ne fu una), tanto che ad esempio per lungo tempo si è discusso se abbia o meno una massa. Voi direte, ma se non ha massa, cioè se ha massa uguale a zero, cosa diavolo è? Niente paura, siamo abituati ad oggetti di massa zero, tipicamente i fotoni, ovvero le particelle di luce, non hanno massa, soltanto energia. Non si capisce? No, certo, non si capisce, la fisica del Novecento non è “intuitiva”, il vero grande stacco dalla fisica precedente è questo, la perdita dell’ausilio di quella che chiamiamo intuizione. Einstein fu uno dei primi a percorrere questo nuovo cammino e ben cosciente ne era, quando scrisse nell’autobiografia scientifica:
«Perdonami Newton; tu trovasti proprio l’unica via che alla tua epoca era possibile per un uomo dotato della più alta forma di pensiero e di creatività. I concetti che tu creasti guidano ancor oggi il nostro pensare nella fisica, anche se oggi sappiamo che, se vogliamo tendere ad una comprensione più profonda delle interconnessioni, essi devono essere sostituiti da altri ben più lontani dalla sfera dell’esperienza immediata.»
Però, sembrerebbe, funziona (il condizionale è d’obbligo, come dicono sempre i nostri impavidi giornalisti che non si vogliono compromettere); funziona nel senso che il neutrino, a partire dal 1953, suo anno di nascita reale, è stato sempre più studiato, in particolare da fisici italiani, nei Laboratori del Gran Sasso. Sapete perché si fanno i laboratori sotto le montagne (ce n’è uno anche sotto il Monte Bianco)? Per schermare gli esperimenti dai raggi cosmici che ogni istante ci bombardano sulla superficie della Terra, ma ai quali per fortuna la nostra specie si è tranquillamente adattata; i raggi cosmici costituirebbero un “fondo” molto ingombrante, ma, nel caso di cui stiamo parlando, mamma Maiella li ferma, così che passano solo i neutrini: questi infatti non vengono minimamente fermati anche da masse assai cospicue, come l’intera massa della Terra, essi attraversano impunemente qualsiasi materiale e questo d’altra parte è quello che rende particolarmente difficile rivelarli. (Certo, qualcuno l’avesse spiegato a Maria Stella nostra tragica e imbarazzante ministra della ricerca scientifica, avrebbe evitato le ennesime risate nazionali e internazionali nei confronti del nostro governo. Ma poi, quei 45 milioni di euro di spesa per il tunnel fantasmatico, chi glieli avrà detti, alla Maria Stella? O a chi li avranno dati?).
Un filone di esperimenti che da qualche tempo va avanti ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso, fiore all’occhiello del nostro Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ‒ oltre a quello, assai importante, dello studio dei neutrini provenienti dal Sole ‒ è quello di misurare i neutrini provenienti dal Cern di Ginevra. Ridotto all’osso, funziona così: il Cern produce neutrini con certe reazioni in un momento preciso, li spara nella direzione esattamente adeguata a venire rivelati dai Laboratori del Gran Sasso, questi arrivano dopo poco meno di 2,5 millisecondi e gli scienziati misurano il tempo esatto di arrivo. Poi si fa quello che tutti faremmo, si divide la distanza percorsa per il tempo impiegato a percorrerla e si ottiene la velocità.
La straordinaria sorpresa è stata che questa sembra risultare maggiore della velocità della luce, nel senso che i neutrini arrivano circa 60 nanosecondi (= miliardesimi di secondo) prima di quando arriverebbe un raggio di luce (se potesse attraversare anche lui la Terra, il che non è). Per farvi qualche idea quantitativa, tenete conto che la luce in un secondo fa circa 300.000 km (valore approssimato, ovviamente, ma va benissimo per farsi un’idea degli ordini di grandezza implicati, il valore oggi accettato per la velocità della luce nel vuoto è 299.792,458 Km/s) e quindi in un nanosecondo percorre 30 centimetri, così che quell’anticipo di 60 nanosecondi corrisponde a una distanza di 18 metri, non proprio poco; questo ci fa anche capire che non occorre una misura della distanza al millimetro per avere un risultato attendibile.
E comunque, proviamo pure a fare l’azzardo ‒ assai provvisorio ‒ di credere che si sia scoperto che i neutrini “vanno più veloci della luce”. In che misura questo è uno sconvolgimento dell’assetto esistente della fisica? In che misura?
Verrebbe da rispondere in grandissima misura, naturalmente, il limite della velocità della luce sembrava un diktat insormontabile della relatività einsteiniana; però, proviamo a guardare la cosa da questo punto di vista: perché la luce, perché proprio la luce costituiva per Einstein (e per Mileva Marić, non dimentichiamolo) questo segnale privilegiato? All’età di 16 anni, Einstein racconta, si era immaginato di cavalcare un raggio di luce e si era chiesto cosa mai potesse accadere a chi viaggiasse in quel modo; e ‒ dice nell’autobiografia ‒ aveva trovato la cosa del tutto impossibile e paradossale, fino a fargli capire che nessuno mai avrebbe potuto raggiungere una tale velocità. Il fatto è che nessuno ha in verità mai capito dove stesse di preciso questo paradosso. Provate a pensare alle onde del mare, e immaginate di viaggiare esattamente sulla cresta di un’onda, come un fuscello, o un abile surfista che vi si mantenga in perfetto equilibrio. Cosa ci sarebbe di strano? Vedreste, rispetto a voi, l’onda ferma e così pure tutte le altre onde, ammettendo di trovarvi in presenza di un ideale mare perfettamente “regolare”. E allora? Cosa ci sarebbe di strano? Naturalmente nel caso della luce (che è sì un’onda, o così si pensava allora, ma elettromagnetica) stareste su una “cresta” del campo elettrico, o di quello magnetico, che entrambi oscillano, oggetti molto più astratti delle profumate e assai concrete onde marine, ma mica ci faremo fermare dall’astrattezza, no?
Einstein invece era completamente stregato dalla luce (guardate che io dico sempre luce, mentre dovrei dire onda elettromagnetica, per essere davvero generale) e decise di porre la luce a fondamento di tutta la sua teoria; e del resto la luce era il segnale per eccellenza, non c’erano in giro particelle, tutto quello zoo che abbiamo adesso: di modi per trasmettere qualcosa a distanza c’era il suono e la luce. Si capisce subito che non si può fare affidamento, fondare una teoria, sul suono, che ha bisogno dell’aria per propagarsi, e che invece la luce offre un servizio assai migliore, perché se anche, come si pensava fino al 1905, essa si propaga in un mezzo, l’etere, questo mezzo è così sottile da essere presente ovunque nell’universo, così da consentire propagazione ovunque (ricordate questo? e successivi…). E così, Einstein arrivò a porre la luce come un primum, che non necessita di una spiegazione meccanica, cioè non occorre più sforzarsi di dire che cosa è, leggete qua:
«Quanto più la teoria elettromagnetica si è sviluppata tanto più s’è spostato sullo sfondo il problema della possibilità di ricondurre i problemi elettromagnetici a problemi meccanici; ci si è così abituati a trattare i concetti di campi elettrico e magnetico, densità spaziale di carica elettrica, ecc., come concetti elementari, che non necessitano di alcuna interpretazione meccanica.» (Einstein 1909).
A voi sembra un’argomentazione scientifica «ci si è così abituati…»? Mah, ormai poteva dire quello che voleva, naturalmente.
E allora, i neutrini? Messe in atto tutte le debite prese di distanza e adottate le opportune cautele, che del resto sono ben presenti anche ai fisici che hanno deciso di divulgare la notizia di un fatto cui stanno lavorando da molti mesi, si potrebbe azzardare questo commento: ai tempi di Einstein la cosa che andava più veloce di tutte era la luce e dunque tutto è stato fondato su quella; se adesso si scopre che i neutrini vanno più forte ancora, beh, fondiamo la nuova teoria della relatività sul neutrino, che male c’è? Naturalmente c’è parecchio lavoro teorico da fare, non è come cambiare un numeretto in una formula, ma non sembra infattibile, anzi probabilmente è promettente di molte novità interessanti. Per il momento tocca stare a vedere cosa fanno i fisici sulla cresta dell’onda ‒ stavolta l’onda della fama e del successo, che quindi godono dei faraonici stanziamenti del nostro ineffabile ministero ‒ e soprattutto se confermano le analisi dei dati oppure no. La storia andrà avanti ancora un pezzo.
33 Commenti
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Caro Sparz, sono giorni che mi arrovello con questa storia del neutrino e della velocità superiore a quella della luce. E’ fantastica, anche perché sembrerebbe una dimostrazione che il salto nell’iperspazio, inventato da Azimov, può finalmente avere una base scientifica (ovviamente restando del campo della science fiction). Questa scoperta apre secondo me ulteriori nuovi scenari del genere, per esempio indagare su universi paralleli, o segmenti spazio-temporali paralleli, e sfido chiunque a confutare che non sono incursioni possibili dopo questa scoperta. Insomma, grazie a questi fisici, la science fiction può trovare nuovi scenari.
Uno dei metidi operativi della ricerca scientifica è la ripetitibilità dell’esperimento a conferma della sua validità, depurandolo da eventuali errori di calcolo. Per cui si tratta di aspettare una nuova prova. Sono d’accordo con Sparz, non esiste un’ultima spiaggia del pensiero scientifico. Ma solo rivoluzioni e punti di rottura con la tradizione.
P.S. Ma non diciamo alla Gelmini che a tirare la volata degli altri sono stati i neutrini Coppini e Bartalini, sennò chissà quale nuovo comunicato apologetico ci tira fuori
http://tv.repubblica.it/tecno-e-scienze/viaggio-virtuale-nei-laboratori-del-gran-sasso/43279/43174
Il dubbio sta nell’apparto sperimentale che apparentemente implica un livello di errore sperimentale elevato, dato che alla fine la sincronizzazione degli orologi richiede un ben più lungo viaggio di fotoni (passando per il satellite mi pare di avere capito), per cui il tempo netto misurato è una frazione piccola del tempo totale (lordo) misurato.
Inoltre, non essendo un fisico, non ho la più pallida idea di come si rivelino i neutrini e di come le radiazioni elettromagnetiche siano in questa operazione coinvolti, e quindi mi manca questo pezzo d’informazione.
Infine, è inquitante ciò che invece all’autore affascina, il fatto cioè che la teoria preceda l’esperimento. Doire che l’esperimento conferma la teoria mi sembra un modo impreciso di definire la questione. Il fatto è che le misure fisiche non sono qualcosa di estraneo alla teoria, e quindi ciò che si tiene è un complesso schema teorico che alal fine si autogiustifica. Poco male naturalmente, se si ricorda come sempre si deve fare, che le scienze sperimentali non hanno nuilla a che fare con la verità.
Si tratta di un concetto elementare che nessuno scienzato negherebbe, ma a livello di grande pubblico, la scienze sperimentali tendono a sostituire le religioni come fonte di certezze, e tutto questo è preoccupante.
Baldrus, davvero mi pare che tu voli troppo; da un lato la science fiction non ha bisogno di un minimo aumento della velocità massima raggiungibile per realizzare i suoi sogni, e qui l’iperspazio e tutte le bellurie inventate da Asimov (che pure ho letto avidamente a suo tempo) mi sembrano tanto lontane quanto prima.
Robertobugliani, ovviamente ogni cautela è d’obbligo, aspettiamo che qualcuno sia in grado di ripetere l’esperimento.
Grazie ad Alcor per il link: il Gran Sasso sa farsi pubblicità (malgrado tutti i soldoni che già gli dà la Maria Stella).
A Vincenzo Cucinotta dico che ovviamente ognuno si fa affascinare da quel che crede meglio. Aggiungo che non v’è dubbio che una delle idee meglio affermate dell’epistemologia contemporanea è che qualsiasi esperimento è carico di teoria, e nel caso in esame, i neutrini viaggianti (CNGS: Cern neutrinos to Gran Sasso) senza una complessa teoria non si darebbe alcun risultato. Aggiungo però anche che se qualcuno dopo aver osservato il cielo per un po’, mi dice guarda in quel punto là e vedrai un pianeta che non conoscevi, io prima guardo e, se trovo effettivamente il pianeta, per così dire, apprezzo assai la bravura, e cioè la correttezza della teoria — almeno in quel caso — di chi mi ha indicato dove guardare. Ovvero, c’è un equilibrio tra esperimento carico di teoria e dati provenienti da una qualche realtà pur esterna alla mente umana che va preservato. Chi fosse interessato a dettagli tecnici sull’esperimento può ascoltarsi la conferenza di Dario Autiero che è in rete: http://cdsweb.cern.ch/record/1384486 .
Tutti a ridere ma la Repubblica aveva un grafico, venerdì scorso, con il collegamento fra la Svizzera e il gran Sasso…io ci credevo, altro che circuito di un chilmetro soltanto…e dai
dal manifesto di sabato
intervista a Parisi
INTERVISTA di Eleonora Martini
intervista – PARISI: «INTERESSANTE, MA POCO ELEGANTE»
E=mc2 PIÙ VELOCE DELLA LUCE
Un fascio di neutrini sparato dal Cern di Ginevra ha raggiunto i laboratori del Gran Sasso con un anticipo di 60 nanosecondi rispetto alla velocità della luce. Una scoperta che potrebbe mandare in pensione la teoria della “Relatività ristretta”
C’è già chi immagina di ridisegnare la dimensione spazio-tempo come una specie di schiuma nei cui buchi passerebbero le particelle che superano la velocità della luce. «Spiegazioni molto fantasiose, almeno al momento», le bolla Giorgio Parisi, uno dei più autorevoli fisici teorici al mondo, in odore di Nobel. Per Parisi, l’esperimento che gli scienziati di «Opera» hanno descritto nell’articolo pre-print pubblicato ieri, e che potrebbe rimettere in discussione la stessa teoria della Relatività ristretta di Einstein, «è serio e interessante; ma anche strano e da mal di testa, perché adesso bisognerà capire come mai si è registrata questa anomalia che non è confermata da decine di altri esperimenti su altri tipi di particelle e in altre condizioni». Cosa penserebbe Einstein? «Direbbe – risponde con l’ironia che lo caratterizza – che è una cosa talmente poco elegante da non poter essere vera».
Professor Parisi, che idea si è fatto leggendo l’articolo degli scienziati di «Opera»?
L’evento è del tutto inatteso, nessuno si aspettava un effetto di questo genere. Anche perché ci sono tantissimi altri esperimenti che – ovviamente in situazioni differenti – confermano invece la Relatività ristretta, cioè il fatto che tutti i segnali vanno al massimo alla velocità della luce. Quando nel 1987 vennero osservati luce e neutrini provenienti dall’esplosione di una Supernova, in prima approssimazione non si rilevò alcuna differenza tra i due tempi di arrivo sulla terra. Questo vuol dire che in quel caso la differenza tra la velocità della luce e di quei neutrini provenienti dalla Supernova era al massimo di qualche parte per miliardo. Nell’esperimento «Opera», invece, la differenza tra la velocità della luce e quella dei neutrini – che d’altro canto hanno un’energia molto maggiore di quelli della Supernova, perché sono prodotti in modo diverso – è qualche parte per milione, quindi mille volte di quanto era possibile nel 1987. L’effetto rilevato da «Opera» è piccolo, comunque: un’anomalia di 60 nanosecondi, che è come se la distanza spaziale tra il Cern e il Gran Sasso fosse di 20 metri più corta. Gli autori degli articoli sostengono che con i Gps che hanno utilizzato hanno un margine di errore sulla posizione dei neutrini molto inferiore ai 20 metri. Quindi si può dire che l’esperimento è stato fatto molto bene, e d’altronde il gruppo di scienziati è molto professionale. Ritengo quindi sia certamente una cosa seria e interessante. Ma anche da mal di testa, perché ora bisogna capire come è possibile che un’effetto così considerevole non sia mai stato registrato in altre decine di esperimenti che, in altre condizioni, confermavano invece la Teoria della relatività ristretta.
Tutto da rifare?
Bah, bisognerà senz’altro trovare dei modelli teorici che spieghino perché in decine di esperimenti diversi tutto torna e qui qualcosa non torna.
Non è detto, quindi, che la scoperta potrebbe mandare all’aria la teoria della Relatività ristretta di Einstein?
Potremmo scoprire che la teoria come è formulata non funziona, e va perlomeno aggiustata. Ma succede spesso anche che certe teorie falliscono ma continuano ad essere valide nel dominio di provenienza. Pensiamo al moto dei pianeti, per esempio: possiamo continuare a calcolarlo con ottima precisione con le leggi di Newton anche se consideriamo valida la teoria della Relatività generale. Insomma, se non ho bisogno di inviare particelle con grande energia e misurare la velocità con la precisione di qualche parte su milione, le cose tornano ancora con la legge di Einstein.
I fisici di «Opera» avevano già scoperto nel 2010 l’oscillazione tra tre «famiglie» di neutrini, evento che doveva provare l’esistenza della massa dei neutrini. Una cosa strana, visto che questo tipo di particelle attraversano, per esempio, il nostro corpo continuamente. Gli scienziati stavano appunto lavorando per avere una prova certa dell’evento, quando hanno misurato la velocità dei fascio neutrinico. In quale relazione sono le due scoperte?
Sono certo che se c’è una spiegazione teorica ragionevole alla velocità dei neutrini, secondo me non può prescindere dalla loro massa. Infatti stiamo già pensando di metterci a fare due conti on the back of the envelope, come dicono gli americani, su una busta di carta. Così, tanto per farci un’idea.
Cosa cambierà nella fisica: si dovrà tenere conto di una nuova dimensione, di una nuova costante fondamentale, o cos’altro?
Intanto l’evento deve essere confermato dal punto di vista sperimentale. E al momento c’è un altro esperimento dello stesso tipo, il Minos (fascio di neutrini sparato negli Usa dal Fermilab alla miniera di carbone Soudan Mine del nord Minnesota, ndr), che però ha ottenuto risultati con un margine di errore più alto. Poi bisognerà capire perché questo fenomeno si rileva solo con i neutrini, e elaborare una teoria adeguata. Certamente ci sarà qualcosa di nuovo, ma che cosa al momento non è dato saperlo. Ci sono scienziati molto scettici o increduli, come il premio Nobel Gerard T’Hooft con cui parlavo proprio ieri che crede piuttosto ad un possibile errore. D’altronde adesso centinaia di esperti in ogni campo – a cominciare dalla misurazione con Gps e orologi – si scateneranno nel fare le pulci ai risultati dell’esperimento. E se ci sono errori verranno fuori.
Anche lei è scettico?
Mah, mi sembra comunque interessante iniziare a ragionarci su. Anche se, citando Einstein si potrebbe dire che «è troppo poco elegante per essere vera», questa difformità di comportamento delle particelle. Einstein però, di contro, disse anche che l’eleganza la lasciava ai sarti.
molto interessante.grazie!
Carissimo Prof. Sparzani, posso chiederle, nel caso l’ipotesi dei neutrini più veloci della luce fosse vera, a cosa andremmo incontro…?
grazie
Sparz, tu hai ragione a riportare Baldrus con i piedi per terra, ma io lo capisco, la prima cosa che ho pensato è, ma ci potremo andare finalmente in quel pianeta che hanno appena scoperto, che assomiglia molto alla terra e che dista non so quante centinaia di anni luce?
l’uomo è fatto per sognare:–)
Grazie Giovanni!
Cara Carla, credevo di avere provato a rispondere nell’ultimo capoverso del post: non credo che “andremmo incontro” ad alcun sconvolgimento, la teoria della relatività dovrà aggiustarsi un po’, ma soprattutto dovrà aggiustarsi la teoria dei neutrini, che ancora è assai poco chiara. Ottimo su ciò l’intervento di Giorgio Parisi riportato da Carmelo.
Alcor! Ho passato la mia giovinezza a sognare sui romanzi di Urania che comperavo regolarmente dal mio giornalaio di fiducia, e non mi hanno mai scoraggiato le fantasie più deliranti, una per tutte Guerra nella Galassia di E. Hamilton, oltre alla saga della Fondazione di Asimov ecc.; e tutto bene così; ma è proprio in questo spirito che dico, non saranno quei 7 Km/s in più di velocità che ci apriranno le porte dell’universo, ti pare? Possiamo sempre ugualmente e liberamente sognare.
@ carla
sicuramente cambierà la lingua.
L’iperbole Più veloce della luce non basterà più, sarà meglio usare Veloce come un neutrino o, volendo iperbolizzare ancora di più, Usain Bolt l’uomo che corre più veloce di un neutrino.
@mariateresa
Repubblica aveva un grafico, venerdì scorso, con il collegamento fra la Svizzera e il gran Sasso…io ci credevo, altro che circuito di un chilmetro soltanto…e dai
ma … maria teresa ci stai prendendo in giro? Repubblica aveva una linea tratteggiata con sotto scritto distanza 730 km. Ora ti sembra possibile che sia stato costruito un faraonico (e distruttivo) tunnel del genere (unico al mondo) nel più totale silenzio senza alcuna protesta degli ambientalisti ecc. ecc? dai … e tutto solo per farci correre un po’ di neutrini? neutrini che poi hanno la prerogativa di attraversare ogni materia del cosmo senza problemi?
Ad esempio a firenze per un piccolissimo pezzo di ferrovia sotterranea succede un pandemonio e vuoi che un tunnel del genere dalla svizzera all’abruzzo, sia passato tranquillamente anche sotto firenze?
Certo capisco che … vista la velocità dei neutrini sia del tutto naturale pensare subito ad un tunnel dell’alta velocità ;-).
Poi sinceramente che tu (io o altri) ci possa aver creduto è del tutto ininfluente, nessuno avrebbe sghignazzato di te, non sei tenuta a saperlo, non devi fare comunicati ufficiali, il problema è quando ci crede la ministra alla ricerca scientifica, quella che addirittura crede di aver finanziato simile tunnellone;-).
L’altra perla del comunicato della gelmini è questa
Il superamento della velocità della luce è una vittoria epocale per la ricerca scientifica di tutto il mondo
Certo brava ministra, perché trattavasi di una volgarissima gara sportiva naturalmente;-) ora è capace che vedremo in tv Luciano Maiani mordere la medaglia d’oro come la Pellegrini ;-)
Ciao Sparz,
come tutti quelli che hanno studiato fisica teorica sono molto cauto e allo stesso tempo molto interessato al risultato.
In realtà qui si mescolano un sacco di fattori contrastanti: il tema caldissimo, visto che si tocca uno dei nervi scoperti dell’immaginario collettivo delle ultime due generazioni, come anche molti dei commenti qui testimoniano, e la sensazionalità del risultato, presentato con modestia alla conferenza ufficiale, ma preceduto da una comunicazione a Reuters nientemeno.
Nell’ipotesi, tutta ancora da confermare, che il risultato sia esatto (ma in questo caso, come fa il neutrino ad avere massa – perché ci vuole la massa per osservare le ocillazioni, altrimenti non tornano i conti con il flusso di neutrini solari che è appunto 1/3 di quello rilevato – e ad andare contemporaneamente più veloce di c?), ricordo una conferenza in via Celoria nel 2000 in cui uno dei Nobel dell’effetto elettrodebole (non ricordo se Weimberg, Glashow o Salam) tenne un intervento in cui si chiedeva dove andare a cercare possibili evidenze sperimentali nel caso in cui lo spazio tempo non fosse stato esattamente quello descritto dal gruppo di Poincare’ (per i comuni mortali, lo spazio-tempo di Einstein).
E concludeva che la migliore particella per osservare questo tipo di effetti (l’idea era quella di cercare qualche esperimento che confermasse o meno la teoria delle stringhe) era proprio il neutrino…
la teoria della relatività dovrà aggiustarsi un po’
Non che ci capisca molto, anzi, ma Einstein non ha mai escluso l’esistenza di particelle con velocità superiore alla luce.
Il limite massimo della velocità della luce valeva, e continua a valere, solo per particelle dotate di una certa massa, mentre il neutrino a quanto pare è dotato di una massa quasi vicino allo zero.
La conferma sperimentale è un gigantesca scoperta, ma non capisco come mai tutti tirino in ballo einstein.
@Sparz
Ho tentato di mandare un messaggio chiaro: la scienza non ha valore veritativo perchè si limita ad essere un sistema autoconsistente.
Dire che ciò è valido sino ad un certo punto, non credo abbia molto senso, se non si stabilisce univocamente fino a che punto.
L’esempio del pianeta che appare in cielo credo che sia fuorviante, nessun esperimento scientifico di oggi vi somiglia neanche lontanamente, quindi non si può ragionevoilmente considerare un esempio.
Il fatto che un dato sperimentale possa essere previsto da una certa teoria non va letto come una conferma della verità della teoria, ma come un attestato della flessibilità e comprensività della teoria, che si può considerare un fatto certamente positivo, senza comportare conclusioni di tipo filosofico e neanche di senso comune: per i loro oggetti e per la loro prassi, le osservazioni sperimentali richiedono un apparato sperimentale complesso e non più assimilabile in alcun modo alle osservazioni ad occhio nudo.
fa piacere capire qualcosa, o almeno avere l’impressione di
grazie sparz
Grazie Antonello, anche per aver ricordato Mileva Maric.
Tempo fa lessi una biografia di Majorana, dove si parlava del suo contributo fondamentale alla teoria del neutrino ( sembra che lo stesso Fermi nutrisse un complesso di affetto invidia per il giovane allievo). Ora, se ricordo bene, questo neutrino di Majorana sarebbe un po’ diverso dai neutrini del Gran Sasso, ma credo che citare il lavoro, secondo alcuni per sempre sconosciuto, del grande fisico siciliano sia ugualmente importante. Sei d’accordo?
Grazie a Sparzani e ai commentatori per l’interessante articolo e commenti
Sì, che volo, Sparz, perché la science fiction non ha bisogno della spiegazione scientifica esatta, ma della verosimiglianza. E’ una fantastica unione tra fantasia e scienza, un’unione non monogamica, ma laica e libera. Per cui io sfido qualunque scienziato a mettersi a confutare in un romanzo di science fiction un suo collega del 3500 mentre spiega a dei soldati specializzati spaziali che voleranno in un’altra galassia o in un’altra dimensione grazie a una scoperta che fu fatta nel 2011 sulla possibilità dei neutrini ecc. Insomma, secondo me l’autore di science fiction da oggi ha qualche asso nella manica in più per lanciarsi nei suoi voli fantastici.
C’è un problema piuttosto spinoso nel riarrangiare sui neutrini la relatività, sostituendo la velocità della luce con la velocità dei neutrini (ammesso che la loro velocità sia costante e ammesso che le misure di Ereditato siano confermate una volta per tutte). I neutrini pare che siano particelle dotate di massa, di una sia pur insignificante massa.
@ Baldrus et alii, circa la possibilità di realizzare scenari alla Star Trek scientificamente fondati: la possibilità di aggirare i limiti relativistici è prevista da teorie assai speculative che mettono in conto l’esistenza di una densità di campo negativa (la si può grossolanamente, molto grossolanamente, immaginare come una “materia” di peso algebricamente negativo, tale da sviluppare una distorsione spaziotemporale che generi una forza repulsiva). L’energia negativa appare coinvolta in una serie di modelli teorici piuttosto esotici:
1) la bolla di energia negativa del warp drive di Alcubierre -cfr. Alcubierre, Miguel. “The Warp Drive: Hyper-fast Transluminic within General Relativity”, Classical and Quantum Gravity, 11(5),L 73-77 (1994): secondo questo modello, si può immaginare l’idea di un’astronave racchiusa in una bolla di energia negativa che curvi lo spazio dilatandolo a poppa di un’ipotetica astronave e contraendolo a prua. L’astronave viaggia nello spazio, senza muoversi (come le arche interstellari di Herbert in “Dune”) a velocita di dieci-venti volte superiori a quella della luce. Piccolo difetto: la bolla necessaria per racchiudere e per muovere un’astronave di duecento metri di lunghezza richiede, per essere creata, un’energia pari a dieci miliardi di volte quella addensata nella massa in quiete dell’intero universo osservabile. Oltretutto, non esistendo connessione causale fra l’interno e l’esterno della bolla, non sarebbe possibile pilotare l’astronave. Soluzioni ancora più esotiche prevedono la creazione di bolle di Alcubierre microscopiche, ma con una topologia alterata: microscopiche all’esterno, ma con uno spaziotempo “alternativo” all’interno sufficientemente spazioso da accogliere carico e passeggeri. Il tutto resta nel mondo della mera speculazione.
2) il tubo di Krashnikov: un tubo di energia negativa che un’astronave si porta con sé allungandolo lentamente, mentre viaggia fino alla meta a velocità subluminale. Il ritorno avverrebbe però a velocità superluminale, “trascinati” dal collassare del tubo. Si vedano i difetti del modello precedente. Oltretutto, è poco pratico.
3) il varco spaziotemporale: una stringa a forma di anello di energia negativa addensata può produrre un varco spaziotemporale stabile, capace di connettere regioni remote dell’universo. Il problema è che per creare un varco di appena un metro di diametro, si dovrebbe addensare un’energia pari a tutta quella emessa dal sole durante i dieci miliardi di anni della sua esistenza. E’ comunque un’energia molto inferiore a quella necessaria per le situazioni 1) e 2): forse si possono immaginare scenari (assai improbabili di fatto, ma non impossibili di principio) in cui una civiltà interstellare, accumulando energia da molte stelle vicine contemporaneamente, possa concentrarla e produrre qua e là dei varchi spaziotemporali. Occorrerebbe un apparato industriale di dimensioni paragonabili a quelle di una piccola galassia.
Questo prima dei neutrini, per i quali, credo, sarà necessario un rivoluzionamento del quadro teorico, sempre ammesso che non si trovino spiegazioni più triviali e che l’esperimento sia confermato.
Neutrino for dummies e ministre
[ con Protone con accento romanesco “terestre” ]
Daniele, grazie, da stampare e conservare!
Intanto sui neutrini c’è stato un interessante tormentino di chi? ma della ministra dell’ignoranza, una certa Maria Stella Gelmini, che credeva che i neutrini fossero stati “sparati” in un tunnel! Se avete 5 minuti fatevi 4 risate (agre) qui:
http://www.youtube.com/watch?v=R3nRq7sZ2to
Ovviamente della performance della ns tragica ministra ne ha già accennato Sparz nel pezzo, e con Crozza si ride di (mal di) pancia.
Perfavore Professore:
il tunnel è un tubo ipotetico o è un insieme di cavi contenuti in un tubo serpeggiante sotto terra per 750 km?? ( attraverso il quale passano i neutrini).
Oppure quando si dice: ” spara i neutrini” come li spara,nell’aria?
Grazie se mi risponde!
gentile Anna Maria, come dico nel testo: «questi [i neutrini] infatti non vengono minimamente fermati anche da masse assai cospicue, come l’intera massa della Terra, essi attraversano impunemente qualsiasi materiale»: sotto terra tra Ginevra e il Gran Sasso, non vi è alcun tunnel, nulla di nulla, i neutrini viaggiano tranquilli attraverso qualsiasi materiale in linea retta: sparati in aria andrebbero verso le stelle e non al Gran sasso.
Daniele: come giustamente dici, il grosso problema è quella della massa dei neutrini: particelle dotate di massa non sono obbligate (come i fotoni) ad andare alla velocità della luce, ma possono, in linea di principio, viaggiare a qualunque velocità, anche bassa. Per cui non si potrebbe prendere come velocità di riferimento quella dei neutrini; ma prima di ragionare su ciò forse è meglio aspettare qualche conferma.
Al qual proposito mi viene in mente che, fosse vivo Pauli, la prima domanda che tutti i fisici si porrebbero sarebbe quella che ai tempi tutti si ponevano di fronte a qualsiasi novità «was würde ER sagen?», cosa direbbe LUI, che all’epoca veniva chiamato das Gewissen der Physik, la coscienza della fisica. Quello che a me viene da dire ora è che Lui negherebbe assolutamente i risultati di Ereditato e soci: per la stessa ragione che lo portò a ipotizzarne l’esistenza (la fede nelle leggi della fisica, in questo caso la conservazione dell’energia) non potrebbe neppure vagamente tollerare che i neutrini disobbedissero alla sua amatissima teoria della relatività!
Grazie Professore!
Ero stata fuorviata da alcuni il-letterati favoleggianti cavi sotterranei che sputano neutrini a 5 km dal Gran Sasso prendendo la mira automaticamente…………………….mai fidarsi della il-letteratura serpeggiante tra di noi!
Bello il post vedi sopra!
Alla prossima
letterati
proprio oggi c’era un’articolo sulla provincia di Lecco al riguardo
(questa sera il Varenna Fisica Festival ospita il prof. Eugenio Coccia).
è stata rilasciata un’intervista nella quale il prof. Coccia non si sbilancia sugli effetti che potrà avere sulla vita futura una simile dimostrazione di verità, anche se c’è chi azzarda l’ipotesi del teletrasporto.
a tal riguardo, non posso fare a meno di ricordarmi le parole della canzone di Lucio Dalla: anni luce (il teletrasporto, pensandoci bene, esiste già) e sperare che si limiti al pensiero, perchè altrimenti, il trasporto fisico, non esisterebbe più.
Cara Georgia,
un tunnel, una strada, una rete telematica, insomma a un primo sguardo superficiale (che certo la ministra non dovrebbe avere, con tutti i collaboratori che ha poi…ma del resto si tratta di un governo di arroganti ignoranti) quel grafico su Repubblica a me aveva fatto credere che davvero i neutrini avessero percorso circa 800 km più veloci della luce….era un grafico proprio a tappe!!!Anche Repubblica mica può essere superficiale così e poi irridere la ministra…
Cari saluti
@ mariateresa io leggo regolarmente repubblica che avrà i suoi difetti ma sinceramente, pur essendo io di una ignoranza abissale nel campo scientifico, avevo capito che non c’era nessuna strada, telematica o meno, dal cern al gran sasso, sarà perchè di neutrini ne parlano spesso, dal 2000, su corriere e repubblica e mi sembra che già da tempo si sappia che passano la crosta terrestre (e l’intero cosmo) senza alcun bisogno di vie e di tunnel, quello che mancava, fino ad oggi, per l’esperimento, penso fosse solo il tempo preciso di partenza dei neutrini (per calcolarne con precisione la velocità), per questo li hanno prodotti al cern e da li sparati verso il gran sasso (isolato in maniera tale da far passare solo (forse) i neutrini)
Però siccome la ministra è anche ministra della ricerca scientifica e colei che dà i fondi statali, avrebbe dovuto essere più che informata su tutta la faccenda (molto più informata di noi e dei giornali). Ma questa purtroppo è la classe dirigente che abbiamo al momento: pute e … babbioni (come direbbe Ama :-) tutti occupati a pensare solo ai fattacci loro.
Mi sembra che, in questo caso, i giornali abbiano non solo il diritto ma soprattutto il dovere di sfottere e irridere la ministra.
Ci scommetto che minzolini manco ne ha parlato ;-)
mariateresa, le parole talvolta ingannano, dici: “a me aveva fatto credere che davvero i neutrini avessero percorso circa 800 km più veloci della luce….” il che è vero: essi, se provvisoriamente crediamo ai fisici che hanno fatto l’esperimento, hanno percorso i 730 km (circa) di distanza (andando dritti, quindi tagliando la crosta terrestre) tra Cern e Gran Sasso, solo che non hanno bisogno di tunnel, cavi o alcun’altra “facilitazione ad andare”, che sarebbe invece assolutamente necessaria per qualsiasi altra particella (fotoni, elettroni e tutto lo zoo). Ok?
voglio assolutamente essere teletrasportata
[…] L’argomento “neutrini” si può approfondire direttamente sul sito dell’ esperimento Opera. In classe ho anche ricordato la storia del neutrino, di come sia “nato” da una previsione teorica di Wolfgang Pauli e di come sia stato scoperto sperimentalmente vent’anni dopo (consiglio l’articolo di Antonio Sparzani su Nazione Indiana). […]
2 mail COMPLETA al CNR : come proposta di lavoro ai ricercatori.
Teoria unificata ,sineterica e tachionica : “ Il tachione il dito di Dio “.
Premesso che la mia teoria prevede che : non esiste un universo reale fuori dalla mente dell’osservatore, ma solo un Universo virtuale incluso in essa:
In merito ai neutrini che viaggiano più veloci della luce.
La mia teoria unificata dell’universo fisico e mentale: Il tachione il dito di Dio ,disponibile sulla pagina web http://www.webalice.it/iltachione , prevede quanto segue:
La vera velocità della luce si potrebbe ”determinare” solo nel vuoto assoluto dove sarebbe addirittura infinita, così come fu per un istante nella fase inflazionaria del Big Bang .
Quella raggiunta dai neutrini nell’esperimento del CERN è superiore solo a quella della luce attuale ,perché i neutrini interagiscono molto meno ,con l’energia diffusa nello spazio tempo luminale.
In pratica i neutrini viaggiano come se fossero in un vuoto più rarefatto di quello intergalattico ,trovandosi in uno stato di temperatura inferiore ai tre gradi K della radiazione residuata dal Big Bang.
Sono la cenere freddissima, delle reazioni nucleari stellari .Sono più entropici ed agiscono in modo antientropico. Ovvero perdono ulteriore massa ,(calore), per divenire tachinici.
Sono neutri alla carica elettrica di calore ,residuata nello spazio tempo intergalattico e alla carica barionica degli elementi materiali e dell’atmosfera ,che è composta di alcuni di essi elementi.
Viaggiano nell’energia oscura come materia oscura,(leggi energia fredda e materia fredda). Viaggiano cioè stando già fermi e presenti in ogni luogo dello spazio tempo. Ovvero sono quasi nello stato di quiete assoluta
che precedette il Big Bang e quindi esistono maggiormente approssimati presso il centro dell’Universo .
Ciò equivale a dire che senza muoversi sono quasi presso ogni ente particella elementare esistente ,così come se viaggiassero a velocità quasi tachionica,(istantanea).
Essendo maggiormente prossimi a 0 gradi K sono quasi fuori dallo spazio tempo in una dimensione quasi di Planck ,ovvero maggiormente vicina ad essere a spaziale e a temporale .
Il tempo misurato dal CERN è dunque quello necessario a rilevarli cerebralmente. Ovvero è il tempo che occorre alla mente per indicarli partiti dal Cern e giunti al gran Sasso strumentalmente. Sono tachini materiali,letti dai tachioni mentali ,come loro casi particolari. Non sono quasi più un moto fisico ma sono quasi un moto mentale puro ed istantaneo ,anche nelle misure fisiche. Convergono alla conoscenza istantanea della mente come cosa già nota nel software della memoria mentale.
La loro informazione giunge alla mente alcuni istanti prima dell’informazione cerebrale luminosa e restano invisibili. La luce rimane però la velocità limite del visibile e non modifica la teoria della relatività.
I neutrini sono invece la velocità maggiormente approssimata alla velocità mentale istantanea, convergendo nella memoria a riposo del software.
I fotoni viaggiando invece nello spazio tempo visibile ,che è meno vicino a zero gradi K assoluti , interagiscono con la radiazione residua del Big Bang . Sono quindi un hardware visibile.
Pertanto i fotoni interagendo con l’energia di fondo ,anche negli spazi intergalattici rallentano rispetto ai neutrini, non potendo divenire superluminali in un Universo già illuminato da sé medesimi.
Per motivi identici e contrari gli elementi non possono superare la velocità della luce ,poiché diverrebbero troppo caldi, ossia tenderebbero ad avere una massa infinita, ovvero nulla.
L’infinito in atto ed il nulla in atto sono infatti solo approssimazioni della mente, alle proprie ipotesi ipotetico deduttive. Vale a dire che sono sistemi Coerenti ma FINTI ,costruiti con numeri immaginari.
Con ciò ci si approssima all’Essere che li pensa in se medesimo e non al nulla e all’infinito presunti erroneamente come veramente esistenti fuori dalla mente.
I neutrini viaggiano infatti nelle condizioni di un super conduttore più freddo dell’energia di fondo .
Infine tra il Cern ed il laboratorio del gran Sasso la luce,posta sulla stessa distanza in atmosfera ,interagirebbe anche con l’aria,ed è già noto che negli elementi chimici la luce rallenta.
Ora necessita che ai fisici si affianchino i filosofi ,per dipanare le incongruenze semantiche tra la relatività di Einstein e la fisica quantistica.
L’energia oscura e la materia oscura sono quindi tutta l’energia entropica di movimento già persa nello spazio tempo ,con tutta la velocità di fuga già spesa da ogni particella e fotone visibile.
Sono l’attuale buio del cielo stellato notturno. Sono il freddo o cenere del moto già speso dal Big Bang ad oggi.
Ovviamente sono ad un livello scalare inferiore ai tre gradi ancora posseduti dai fotoni visibili. Sono tachini fisici o cenere nucleare ,che convergono a tachioni mentali.
L’esperimento del Cern dimostra dunque che la fisica del visibile costruita con numeri immaginari,(cardinali pitagorici) converge a numeri continui mentali,(ordinali parmenidei).
La Mente invisibile include dunque l’Universo visibile. Non c’è Universo fuori dalla mente dell’osservatore.
Si l’esperimento del CERN veramente rivoluziona la conoscenza ontologica dell’esistente invisibile,essendo la dimostrazione della nuova semantica dell’Universo, ma non modifica la teoria della relatività del visibile.
“Semplicemente” la include nella teoria unificata tachionica ,come un suo caso particolare. Il mondo mentale invisibile, include il mondo cerebrale “visibile”,dell’apparenza “ fisica” virtuale.
Buona lettura da Vincenzo Russo filosofo neo eleatico pitagorico
Come appare dallo schema i neutrini compiono un tragitto più breve di spazio freddo e contratto, la luce deve seguire invece la curvatura terrestre alla temperatura dell’atmosfera .
In pratica raffreddandosi i neutrini accelerano perdendo massa. Si può anche dire si fermano presso ogni luogo spaziale barionico e bosonico.
In merito all’azione a distanza tra le particelle generate in coppia,la mia teoria prevede quanto segue:
Nella mente dell’osservatore ogni coppia di particelle generate ,consiste di una sola realtà immaginaria di spazio e luoghi di velocità istantanea, determinati dall’onda di pressione istantanea,(già completa e reciproca tra le due particelle ad ogn’istante successivo alla creazione di coppia),che corre tra le due particelle in moto,come se l’onda fosse un corpo rigido. Ovvero la MENTE segue costantemente entrambe le posizioni e ne tiene conto istantaneamente senza dover percorrere lo spazio immaginario in un tempo immaginario per riconoscerle presenti alla propria coscienza. L’osservazione cerebrale è invece fatta con i sensi e con gli strumenti e deve tener conto dell’ipotesi di spazio, di moto, di tempo e di percorrenza dello spazio da parte dell’informazione alla velocità propria,che può al massimo essere quella della luce.
La fisica quantistica ci porta dunque all’interpretazione istantanea mentale ,(l’invisibile memoria di software) e la fisica relativistica all’interpretazione sensoriale,(il visibile hardware).
In pratica ogni coppia di fotoni determina 300000 Km al secondo di spazio tempo comune,così come se ciascun fotone si spostasse a soli 150000 Km al secondo. L’onda di pressione si apre invece a 300000 Km al secondo di velocità complessiva. Pertanto nella Mente l’onda di pressione è istantanea ,perché è come se viaggiasse a oltre 600000 Km al secondo. L’informazione mentale è dunque tachionica mentre quella cerebrale va al massimo dalla velocità luminale fotonica, decadendo verso lo 0 assoluto, nelle dinamiche della materia in fisica ,chimica e biologia.
Ritardare le misurazioni per ingannare le particelle non influenza dunque la conoscenza completa dell’esperimento ,perché esso è già noto per intero allo sperimentatore, che lo conosce a velocità tachionica,fin dalla sua teorizzazione.