O particulă extrem de rară îşi poate schimba forma „ca un fel de Superman”, spune un om de ştiinţă

Oamenii de ştiinţă au detectat particule elementare numite neutrini în timp ce acestea se modificau, trecând de la un tip numit muon la altul, denumit tau. (Neutrinii sunt de trei tipuri – electronic, muonic şi tau – şi pot trece de la un tip la altul.)

Un fizician care nu a luat parte la experiment, Pauline Gagnon, specialist în fizica particulelor la Universitatea Indiana, a explicat: ”Acest fenomen dovedeşte că neutrinii de tip muon sunt un fel de particule-Superman: intră într-o cabină de telefon, undeva pe drum, şi se preschimbă în altceva”.

Descoperirea sprijină teoria conform căreia neutrinii oscilează de la un tip la altul, ceea ce ar putea explica de ce fizicienii detectează în emanaţia provenită de la Soare mai puţini neutrini decât ar fi fost de aşteptat, conform calculelor teoretice.

„Reactorul nuclear” care alimentează cu energie Soarele produce, de asemenea, cantităţi masive de neutrini solari, particule mici, fără sarcină electrică, care ajung la Pământ şi trec practic nedetectate prin  materia obişnuită, explică Antonio Ereditato, fizician la Universitatea din Berna, Elveţia, şi membru al echipei care a realizat experimentul, numit OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus).

„Fiecare centimetru pătrat al corpului nostru este lovit, în fiecare secundă, de 60 miliarde de neutrini proveniţi de la Soare”, spune el.

Însă timp de două decenii, savanţii au detectat mai puţini neutrini de origine solară decât se aşteptau.

Cea mai cunoscută explicaţie a acestui fenomen a fost propusă în 1957 de fizicianul italian Bruno Pontecorvo, care susţinea că neutrinii oscilează între trei tipuri: electronic, muonic şi tau.

De aceea, neutrinii par să dispară, deoarece detectoarele încearcă să măsoare neutrinii de un anumit tip când o mare parte dintre ei deja s-au preschimbat într-un alt tip.

Oamenii de ştiinţă au surprins mulţi neutrini în „flagrant delict” de dispariţe, prin acest fenomen. Dar a-i surprinde în curs de apariţie se întâmplă mult mai rar: din 2010, doar de alte două ori s-a mai întâmplat să fie descoperiţi neutrini de tip tau.

Pentru a surprinde acest eveniment atât de rar, fizicienii implicaţi în proiectul OPERA au trimis un fascicul de neutrini de tip muonic de la laboratorul de fizică de la CERN, din Elveţia, pe un traiect de 730 km, până la Laboratorul Gran Sasso, aflat sub un munte din Italia.

În timpul călătoriei, o foarte mică parte dintre neutrini şi-au schimbat în mod natural tipul şi, când au ajuns la laborator, un foarte mic număr dintre aceştia au fost detectaţi de un fel de aparat fotografic uriaş, de 4.000 de tone, în timp ce se transformau în particula corespunzătoare, care apoi se dezintegra, după un scurt traiect.

Aceste evenimente extrem de rapide produceau o slabă emisie de lumină, detectată de una dintre cele 9 milioane de plăci fotografice ale aparatului. 

Deoarece neutrinii nu au sarcină electrică, ei interacţionează cu materia doar prin intermediul forţei nucleare slabe (unul dintre cele patru tipuri de forţe fundamentale în fizica particulelor), ceea ce se întâmplă rar.

Fiecare neutrino, la interacţiunea cu alte particule, se poate transforma numai într-o particulă  corespunzătoare tipului său. Neutrinii de tip tau se transformă în particule tau, care călătoresc doar câţiva milimetri, înainte de a se dezintegra, formând hadroni, ceea ce îi face greu de detectat.

Nou-descoperitul neutrino de tip tau întăreşte convingerea că şi cei doi precedenţi, descoperiţi în 2010 şi 2012, erau reali.

Statistic vorbind, probabilitatea este foarte mare: şansele ca oamenii de ştiinţă să fi greşit sunt de numai una la un milion.

Descoperirea poate duce la cunoaşterea mai aprofundată a neutrinilor. Aceştia au o masă, dar care este foarte greu de măsurat, deoarece este extrem de mică. Însă, deoarece masa neutrinilor determină viteza cu care oscilează ei de la un tip la altul şi, în consecinţă, frecvenţa cu care pot fi detectaţi, descoperirea neutrinilor de tip tau i-ar putea ajuta pe  fizicieni să observe mai multe astfel de particule dificil de detectat.

Sursa: Live Science