La teoria della relatività di Einstein è in pericolo?

La teoria della relatività di Einstein, su cui si basa gran parte della fisica moderna, e che era ritenuta un dogma inattaccabile fino a pochi mesi fa, rischia ora di venire seriamente ridimensionata, in caso di conferma della scoperta fatta nei laboratori del Gran Sasso. Nell'ambito dell'esperimento OPERA, è stato scoperto che i neutrini all'interno del famoso tunnel che va dal Cern di Ginevra al Lngs, il laboratorio del Gran Sasso (Cit. Ministro Gelmini o di chi ne faceva le veci) viaggiano ad una velocità maggiore di quella della luce (300.000 Km/s). La teoria della relatività come si pone di fronte a questa nuova scoperta?

Implicazioni della scoperta sulla teoria della relatività

Lo studio sui neutrini non era mirato inizialmente alla dimostrazione della loro maggiore velocità rispetto alla luce, tanto che quanto accaduto può essere definito una serendipità, cioè il raggiungimento o la scoperta di una cosa mentre se ne cercava un'altra. Perché, appunto, non si stava mettendo in discussione la teoria della relatività, ma si testava il fenomeno delle oscillazioni di flavor dei neutrini. Mentre quanto accaduto necessita ancora del tempo e di ulteriori verifiche per essere accettato dalla comunità scientifica internazionale, i collaboratori del progetto Opera si godono l'importante scoperta.

I neutrini , essendo elettricamente neutrali, non subiscono l'effetto delle forze elettromagnetiche che agiscono su altre particelle cariche, come gli elettroni o i neutroni protoni. I neutrini sono condizionati solo da una debole forza subatomica e quindi possono viaggiare lungo grandi distanze, attraverso la materia, senza subire effetti esterni. Grazie a questa proprietà, gli scienziati sono riusciti a sparare i neutrini verso il Gran Sasso, passando attraverso la crosta terrestre, senza bisogno di alcun tunnel o cavo dedicato.

Per controllare gli eventi di rivelazione dei neutrini, sono stati utilizzati dei mattoncini (possiamo chiamarli così) di pellicole con uno strato di emulsione fotosensibile, intervallati con piatti di piombo e assemblati per realizzare 62 muri che contenessero, l'uno, 3328 mattoncini.

Ogni mattoncino è fatto di 57 pellicole ad emulsione e piatti di piombo. Uno scintillatore plastico viene posto dietro ognuno dei muri per identificare il verificarsi di un evento in tempo reale. Sono stati aggiunti anche dei tracker, degli spettrometri e un'infrastruttura ausiliaria. Il peso totale di questo rilevatore, utile per il fatto che i neutrini hanno una debolissima interazione con la materia, è di circa 1.800 tonnellate.

Problemi con la produzione del rilevatore

Cercare di sorpassare la teoria della relatività di Einstein non è affatto facile, tanto che la realizzazione del rilevatore è piuttosto complessa, visto che si lavora nell'ordine di 50 micron di accuratezza, quando si assemblano i differenti componenti. Anche il minimo disallineamento delle sottili pellicole e dei piatti di piombo potrebbe causare una mancata identificazione della traiettoria dei neutrini, e l'interazione stessa dei neutrini.

Superare la velocità della luce: la teoria di Einstein ad un bivio

Per generare il flusso di neutrini che è stato sparato verso Opera, i ricercatori hanno utilizzato un impulso di neutroni; poi è stato misurato l'esatto momento in cui i neutrini sono stati lanciati, grazie ad un digitalizzatore ad alta velocità. Il sistema fa uso di un segnale GPS per la sincronizzazione del timing tra il generatore del flusso di neutrini al Cern e il rilevatore Opera al Gran Sasso.

Quando gli scienziati hanno misurato il tempo che impiegavano i neutrini a viaggiare dal Cern al Lings, hanno fatto la sconvolgente scoperta che potrebbe ridimensionare la teoria della relatività: la luce avrebbe impiegato a percorrere la stessa distanza con un tempo superiore di 60 nanosecondi. Benché 60 nanosecondi siano, a livello del discernibile umano, una quantità da trascurare, dal punto di vista scientifico si tratta di un dato così importante da indurre i ricercatori a ripetere l'esperimento per tre volte, durante le quali i risultati non sono mai cambiati.

Adesso la verifica è passata all'affidabilità della strumentazione, come il segnale GPS. Quindi, cosa accade alla teoria della relatività? É in pericolo? L'esperimento Opera, che aveva come intento quello di studiare le oscillazione dei neutrini, ha scoperto il punto di rottura delle leggi fondamentali della fisica: la velocità della luce non è la più alta che si possa raggiungere. Una risposta certa e sicura non è ancora possibile, visto che la super velocità dei neutrini non è stata ancora accettata, né smentita, dalla comunità scientifica.

Tra le voci discordanti, quella del fisico del Fermilab Joseph Lykken, il quale è sicuro che l'esperimento sia stato solo un confusionario tentativo per cercare di mettere alla prova una proprietà fondamentale. Una cosa, però, si può già affermare: le leggi della fisica non vengono alterate, restano costanti.

É solo la nostra comprensione di esse che cambierebbe, in caso di verifica positiva di quanto accaduto tra Ginevra e il Gran Sasso.

Così come Einstein rivoluzionò la fisica di Newton, nello stesso modo, i neutrini potrebbero rivoluzionare (non annullare) la teoria della relatività.

Ma in questo caso, sarebbero pronti gli scienziati? E se i risultati sulla velocità dei neutrini fossero alterati per insabbiare una verità, per ora, scomoda?

8 Commenti

  1. Giuseppe80 2 febbraio 2012
  2. Edi82 Edi82 5 febbraio 2012
  3. Edi82 Edi82 5 febbraio 2012
  4. FEDDY85 21 aprile 2012
  5. FEDDY85 21 aprile 2012
  6. FEDDY85 22 aprile 2012
  7. FEDDY85 22 aprile 2012
  8. Roberto - lennyus 27 aprile 2012

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