L'esperimento Cuore, che cerca i segreti dei neutrini

Sfuggenti e inafferrabili, i neutrini sono fra le particelle più misteriose e tra le più inseguite dai fisici di tutto il mondo. A renderle così interessanti è la loro natura: sono onnipresenti, ogni istante attraversano a miliardi il nostro corpo e qualsiasi oggetto perché non interagiscono con la materia, ma potrebbero rivelare molti segreti della materia.

Cercare delle risposte è l'obiettivo dell'esperimento Cuore, inaugurato nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Il fine ultimo è capire se esiste il più bizzarro dei neutrini, quello che nello stesso tempo è anche la sua antiparticella, previsto intorno al 1930 da uno dei ragazzi di Via Panisperna, Ettore Majorana.

La strada per scoprirlo consiste nell'indagare il fenomeno fisico che avviene quando, all'interno del nucleo, due neutroni si trasformano in due protoni ed emettono due elettroni e due antineutrini. Chiamato doppio decadimento beta, il fenomeno è possibile anche senza che vengano emessi dei neutrini.

Questo può accadere perché, all'interno del nucleo, uno degli antineutrini si è trasformato in un neutrino. Ma questa è una trasformazione 'impossibile' secondo la teoria di riferimento della fisica contemporanea, chiamata Modello Standard: nonostante i neutrini non siano elettricamente carichi, la teoria li tratta come se lo fossero. Vale quindi, per queste particelle, la regola che governa tutte le altre, secondo cui le particelle dotate di carica elettrica non possono trasformarsi nel loro opposto.

Se l'esperimento Cuore dimostrerà invece che i neutrini possono trasformarsi nel loro opposto nell'antimateria, allora i dati daranno ragione a Majorana e cambierà il modo di considerare il rapporto tra materia e antimateria. Il passaggio dall'una all'altra sarebbe infatti possibile e potrebbe essere all'origine del processo che, subito dopo il Big Bang, ha portato la materia a prevalere sul suo opposto.