Radiazione Cherenkov: non si smette mai di imparare! La svista nel programma di divulgazione scientifica Cosmos.

Recentemente ho scritto un articolo riguardo al programma televisivo di divulgazione scientifica “Cosmos: a spacetime odyssey” trasmesso su National Geographic Channel (in Italia è trasmesso sul canale 403 di Sky) e da FOX. Nella sesta puntata della serie intitolata “Dove tutto si crea” (“Deeper, Deeper, Deeper Still” invece il titolo inglese [1]) si parla, tra le altre cose, di supernovae, e dei neutrini ed antineutrini emessi in queste spettacolari esplosioni stellari (per rivedere lo spezzone relativo alle supernovae clicca qui e guarda dal minuto 30 in poi, ma vale la pena di guardare tutta la puntata). In questo precedente articolo, di cui consiglio la lettura prima di continuare la lettura di quest’ultimo, mi sono soffermato nell’analisi dell’incredibile ricostruzione, realizzata con l’ausilio della computer grafica [2], della rivelazione di queste particelle emesse a seguito dell’esplosione di supernova.

Recommended by us: Majorana or Dirac?

Before to make a report on the participation to the workshop "BeNe" (Behind the Neutrino Mass) I would like to instill curiosity about one of the fundamental themes of neutrino physics: the neutrino is a Dirac or Majorana particle? The explanation offered here is simple but captures well the essence of the problem so I recommend reading.

Paper of the Day: GSI anomaly and spin-rotation coupling

L’articolo vincitore del giorno è: "GSI anomaly and spin-rotation coupling" nel quale gli autori G. Lambiase, G. Papini e G. Scarpetta (curiosa la coincidenza delle tre G.) propongono di poter interpretare la modulazione sinusoidale, recentemente riscontrata nel rate di decadimento degli ioni idrogenoidi ¹⁴⁰Pr , ¹⁴²Pm e ¹²²I, come il risultato dell’accoppiamento della rotazione dello spin dell’elettrone e del nucleo. Il modello mostra inoltre che l’accoppiamento spin-spin dell’elettrone e del nucleo non contribuisce alla modulazione anomala se il moto è rettilineo ma esso si presenterà se il moto degli ioni è fermato bruscamente su una targhetta, così come è compiuto nell'esperimento “incriminato”. In realtà la scelta dell’articolo del giorno non va tanto alla qualità di questo articolo (che non mi permetto di giudicare e a cui, con onestà, ammetto di non avergli dedicato il tempo necessario) ma principalmente perché mi permette di introdurre appunto la cosiddetta anomalia GSI. 

Neutrini: storie di anomalie!!

Iniziamo questa avventura nella fisica proprio con il contest “Paper of the Day”, ma dal momento che non si è stabilita una data precisa per l’inizio, mi sono preso la libertà di controllare nell'archivo di "http://arxiv.org/"  in un intorno della data dell’inizio del blog. La mia attenzione è stata catturata da due articoli tra loro correlati, il tema legante è l'oscillazione di neutrini. Il primo "Resolving the LSND anomaly by neutrino diffraction" (http://arxiv.org/pdf/1109.3105.pdf ) e il secondo "Light Sterile Neutrinos: A White Paper" (http://arxiv.org/pdf/1204.5379.pdf). Il legante di questi articoli è il fenomeno dell’oscillazione dei neutrini e di qualche loro anomalia (tranquilli sto già pensando di inserire qualche ulteriore post per chiarire tutti gli aspetti che trascurerò in questo blog ma per ora mi devo accontentare di instillare la vostra curiosità), fenomeno teorizzato da un fisico italiano Pontercorvo, per interpretare un rompicapo che assillava i fisici, ed in particolare Ray Davis e John N. Bahcall negli anni ’60. Tale rompicapo riguardava il flusso dei neutrini provenienti dal Sole. Innanzitutto la rivelazione di tali neutrini permetteva di confermare il fatto che all’interno del Sole avvenivano dei processi nucleari, e in particolare la fusione di  4 nuclei di idrogeno in uno di elio, che passa per un decadimento beta inverso con la conseguente produzione di neutrini elettronici. Tali modelli teorici erano ben formulati e l’esponente principale era appunto il fisico John Bachall che  insieme all'astrofisico Ray Davis propose l’esperimento Homestake (chiamato così perchè situato nella miniera d’oro di Homestake nel Sud Dakota) per verificare tale ipotesi. Il risultato dell’esperimento fu positivo, i neutrini venivano prodotti nel sole confermando l’esistenza delle reazioni nucleari… ma .. c’è un ma, i neutrini rivelati erano meno della metà di quelli previsti. Si invocarono errori sperimentali o errori del modello teorico (che tuttavia fondava le sue solide basi sulla relazione tra la luminosità solare e il flusso di neutrini) ma tutti controlli successivi mostravano sia che l’esperimento funzionava bene e sia che il modello solare teorico era solido. Per cui si iniziò a pensare in maniera seria all’ipotesi di Pontecorvo: in maniera approssimativa possiamo dire che  i neutrini vengono prodotti come autostati del sapore quindi come neutrini elettronici, muonici o tauonici, ma essi si propagano come autostati dell’energia, se quindi i diversi neutrini hanno diversa massa si viene a creare una interfererenza che conferisce un carattere oscillatorio e permettere di mescolare tra lori i neutrini di diverso sapore.