I Laboratori Nazionali del Gran Sasso sono “illuminati” dai neutrini prodotti dal Cern di Ginevra: un segnale del tutto innocuo per l’uomo ma profondamente significativo del livello di civiltà e conoscenza finora raggiunto sulla Terra. Protagonista è l’Abruzzo nel mondo.

Molti penseranno davvero a un “fiocco rosa” un po’ fuori luogo. Ma la festa è grande. Difficile esprimere con le parole le emozioni vissute in questi giorni da scienziati e tecnici dell’Infn al Laboratorio Nazionale del Gran Sasso e al Cern di Ginevra. Nelle viscere del “Gigante che dorme”, sotto il monte Aquila, il 2 ottobre 2007, è stata scritta una nuova pagina della “fisica del neutrino”, fondamentale per la comprensione dell’Universo in cui viviamo.

Il Laboratorio del Gran Sasso, ideato dal professor Antonino Zichichi nel lontano 1979, “profuma” già di Premio Nobel: perchè la storia della Fisica insegna che i più grandi traguardi nella conoscenza, oltre ad arricchire la scienza di un nuovo interessante capitolo ancora tutto da decifrare, meritano la giusta riconoscenza della comunità scientifica internazionale. Dall’inatteso della ricerca pura, vengono fuori le più grandi conquiste dell’Umanità.

Finalmente, dopo anni di preparazione, studio, investimenti, sacrifici e ricerche, ci siamo. Dopo un viaggio di 730 chilometri sottoterra alla velocità di centinaia di migliaia di chilometri all’ora, le più elusive particelle dell’Universo, i neutrini, sono state fotografate dal grande esperimento Opera collocato nei Laboratori del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, nelle viscere del gigante degli Appennini, collocato tra le province di Teramo e L’Aquila (Abruzzo).

Per il professor Eugenio Coccia, direttore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn, scienziato originario di San Benedetto del Tronto (Ap) “questo risultato dimostra che i Laboratori Nazionali del Gran Sasso costituiscono un centro di ricerca di assoluto valore internazionale”. Sono state acquisite le prime immagini registrate dalle emulsioni nucleari nella più sofisticata macchina fotografica del mondo: Opera.

I detrattori del Laboratorio del Gran Sasso, che per anni hanno cercato di far chiudere i battenti a questa meraviglia della scienza e della tecnologia made in Italy, sono stati sconfitti. Dunque, fiocco rosa ai Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Martedì 2 Ottobre alle 17.04 è stato fotografato il primo “evento” di un arrivo di neutrini dal Cern di Ginevra.

Fra i milioni di neutrini prodotti continuamente dal complesso di acceleratori del Cern (Cngs) e lanciati verso i Laboratori sotterranei del Gran Sasso dell’Infn, il rivelatore Opera ha individuato e registrato per la prima volta un neutrino interagente nel suo bersaglio di emulsioni nucleari.

Per gli scienziati questa è una tappa cruciale di un progetto che durerà ancora alcuni anni e che è stato voluto, realizzato e condotto grazie alle competenze di un gran numero di scienziati, tecnici, nonché col forte supporto dei vari attori: il Cern, l’Infn, il Giappone e le principali agenzie di finanziamento europee.

In particolare in Italia oltre al supporto dell’Infn, i ricercatori coinvolti nel progetto afferiscono all’università e sezione Infn di Bari, all’università e sezione Infn di Bologna, ai Laboratori nazionali Infn di Frascati e del Gran Sasso, all’università de L’aquila, all’università “Federico II” e Sezione Infn di Napoli, all’università e sezione Infn di Padova, all’università “La Sapienza” e sezione Infn di Roma, all’università di Salerno.

Naturalmente, anche varie industrie specializzate in alta tecnologia hanno contribuito, provvedendo le attrezzature ed i dispositivi necessari per la realizzazione di un progetto così complesso. Una scoperta che meriterebbe di essere immortalata dalla major hollywoodiana Paramount nel film di “Star Trek (2008) del regista J.J. Abrams.

A proposito, chissà cosa ne pensano i due sceneggiatori, Alex Kurtzman e Roberto Orci? Ma torniamo sulla Terra. Il successo di questa fase iniziale dell’esperimento Opera rappresenta un’ulteriore conferma che una forte cooperazione internazionale è un ingrediente necessario per rispondere alle sfide della moderna ricerca scientifica. I laboratori sotterranei del Gran Sasso sono situati a una distanza di 730 km dal Cern, distanza che i neutrini percorrono in circa 2.4 millisecondi.

Il neutrino osservato al Gran Sasso, ha prodotto una cascata di altre particelle, identificate dai complessi rivelatori elettronici dell’esperimento. Circa 300 eventi di neutrino sono stati già rivelati lo scorso anno da Opera, nella fase di collaudo del fascio di neutrini e del rivelatore. Ma questa nuova osservazione è assai più interessante: il bersaglio sensibile del rivelatore si sta ora progressivamente riempiendo, giorno dopo giorno.

Esso sarà costituito da più di 150mila piccoli elementi chiamati “bricks” (mattoni), ognuno equivalente ad una sorta di sofisticata macchina fotografica. Grazie a tali mattoni, composti da un sandwich di lastre di piombo e speciali pellicole di emulsione nucleare, per una massa totale di circa 1.300 tonnellate, i ricercatori di Opera saranno in grado per la prima volta di rivelare tutti i particolari degli “eventi di oscillazione di neutrino”, misurando con una precisione elevatissima, tutte le particelle prodotte nell’interazione. L’evento significativo del 2 Ottobre 2007 è appunto avvenuto in uno degli oltre 60mila bricks già installati nel rivelatore.

L’obiettivo scientifico dell’esperimento è d’interesse fondamentale per la fisica delle particelle elementari, ma estremamente difficile da ottenersi. Tra alcune migliaia di queste particolari “foto di neutrini” si cercheranno alcuni eventi speciali che indichino l’interazione di un tipo di neutrino, detto neutrino-tau, non presente inizialmente nel fascio proveniente dal Cern che è formato solo da neutrini di tipo “mu”. L’osservazione di pochi neutrini-tau tra un gran numero di convenzionali neutrini-mu sarà la prova a lungo cercata della trasformazione diretta di un tipo di neutrino in un altro: il cosiddetto meccanismo di oscillazione dei neutrini.

Secondo gli scienziati la “sparizione” di neutrini di un certo tipo è stata già osservata da alcuni esperimenti negli ultimi 15 anni, ma “l’apparizione diretta” è ancora un tassello mancante del mosaico. Opera è un esperimento progettato e realizzato da un folto gruppo di ricercatori, provenienti da Università e Istituti scientifici di Belgio, Bulgaria, Corea, Croazia, Francia, Germania, Giappone, Israele, Italia, Russia, Tunisia, Svizzera e Turchia, proprio con l’obiettivo principale di osservare direttamente l’apparizione dell’elusivo neutrino-tau dovuto al meccanismo d’oscillazione.

Il primo evento del 2 Ottobre è stato poi seguito da circa altri 10 eventi osservati nei giorni successivi. I bricks relativi a tali interazioni sono stati prontamente rimossi dall’apparato sperimentale e inviati ai vari laboratori della Collaborazione internazionale, equipaggiati con i microscopi automatici necessari per l’analisi di queste singolari fotografie e per la misura delle caratteristiche fisiche degli eventi. L’immagine ricostruita al computer di uno di tali eventi è mostrata in una delle figure sottostanti.

Si possono osservare i particolari di una regione circostante il punto d’impatto del neutrino. Si tratta di volumi soltanto di pochi millimetri cubici, ma ricchi d’importantissime informazioni per i fisici di Opera.

Al Laboratorio Nazionale del Gran Sasso, l’altro esperimento neutrinico, Borexino, ha confermato la correttezza del Modello Solare Standard. Mentre l’esperimento Icarsu ne esplorerà altre importanti proprietà. A che servono i neutrini? Chissà, un giorno, forse a viaggiare nel Cosmo a velocità finora ritenute impossibili per l’uomo. Una cosa è certa: i neutrini sono “ecologici”, non inquinano.

Un vero toccasana per la mente! (Fonti: Cern, Infn, Lngs; http://proj-cngs.web.cern.ch/proj-cngs/) VII Scuola di Fisica al Laboratorio Nazionale del Gran Sasso. Per insegnanti, filosofi, giornalisti e divulgatori scientifici (Assergi, 26 novembre – 1° dicembre 2007). Organizza l'Associazione per l'Insegnamento della Fisica. (di nic. fac.) Per insegnanti, filosofi, giornalisti e divulgatori scientifici, l'Associazione per l'Insegnamento della Fisica, ente qualificato come soggetto riconosciuto per la formazione del personale della scuola (art. 66 del vigente C.C.N.L. e artt. 2 e 3 della Direttiva n. 90/2003 Decreto di conferma 8 giugno 2005) organizza un corso di formazione in Storia della Fisica sul tema "Contesti teorici e scoperte sperimentali Immagini della natura e modellizzazione in fisica".

La scuola si terrà presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso (Assergi, Aq) dal 26 novembre al 1° dicembre 2007. Direttore del corso sarà la prof.ssa Carla Romagnino, coordinatrice del Gruppo Storia della Fisica dell'AIF. La settima edizione della Scuola di Storia della Fisica vuole prendere in esame alcune tra le più importanti innovazioni che si sono avute in Fisica, sia a livello sperimentale che teorico.

Il nesso tra il lavoro sperimentale e l'elaborazione teorica è uno dei punti che caratterizza lo sviluppo della fisica. È un legame non diretto, ma mediato dalla costruzione di un linguaggio, in cui anche la matematica viene, a volte, piegata alle necessità della teoria fisica.

Questa stretta interazione verrà esaminata in casi di particolare interesse in un percorso storico ampio, anche se non continuo. Le lezioni saranno dunque incentrate su alcuni dei maggiori problemi concettuali e sperimentali che hanno portato alla costruzione di un linguaggio sempre più aderente alla necessità di descrivere il Mondo.