Ultimamente abbiamo parlato di una scoperta che, se confermata, potrebbe rivelarsi una delle scoperte più importanti di questi anni. Si tratta della misura di un parametro molto importante, l’angolo θ13 che , assieme ad altri due angoli, descrive l’oscillazione dei neutrini, ovvero il fenomeno per cui un neutrino di un certo “sapore”, dopo aver viaggiato per una determinata distanza, può cambiare questo sapore. Per esempio, in questo caso, un neutrino di tipo muonico, diventa un neutrino elettronico.
L’esperimento che ha effettuato questa misura si chiama T2K, Tokai To Kamioka. Il nome deriva dal fatto che il set-up dell’esperimento consiste in un fascio di neutrini prodotto dall’acceleratore J-Parc (Japan Proton Accelerator Research Complex), situato a Tokai, e un rivelatore di neutrini situato a Kamioka, a 295 km di distanza, nella famosa montagna dove la maggior parte degli esperimenti di neutrini giapponesi hanno avuto luogo.
Il centro scientifico di J-Parc, però, non ospita solo l’esperimento di neutrini. È un piccolo CERN, in cui vengono accelerati protoni proprio come all’LHC, anche se ad energie considerevolmente inferiori. Le applicazioni scientifiche di questo acceleratore, o meglio, di questo insieme di acceleratori, sono molto varie. Dalla fisica delle particelle elementari, alla fisica dei materiali, all fisica medica, alla ricerca e sviluppo, l’impegno scientifico di questo centro è indiscutibile.
Come ho accennato in precedenza, il risultato ottenuto da T2K, ha bisogno di essere confermato. Infatti l’analisi è stata portata avanti con una quantità di dati limitata, che non pemette di affermare con certezza che l’osservazione sia esatta. Per poter annunciare una vera e propria scoperta, bisogna raccogliere molti più dati. Ciò che ha fermato le centinaia di ricercatori di T2K dal raccogliere più dati è stato il famoso e discusso terremoto. L’11 Marzo 2011, quando la potentissima scossa di terremoto ha fatto tremare tutto il Giappone, l’accelratore di J-Parc era acceso, e stava tranquillamente inviando neutrino al rivelatore di Kamioka. Nell’istante in cui la scossa ha raggiunto J-Parc, l’acceleratore è stato fermato, e la presa dati è stata sospesa.
La settimana scorsa, c’è stato qui al CERN un seminario tenuto dal portavoce dell’esperimento T2K, che ci ha spiegato i loro risultati e ci ha raccontato la situazione in seguito al terremoto. Fortunatamente, J-Parc era abbastanza lontano dall’epicentro del terremoto, quindi l’onda tzunami non ha colpito il complesso. Nessuno è stato gravemente ferito, e i danni sono stati limitati. Ciò nonostante, l’intero complesso ha subito molti danni strutturali e le riparazioni sono abbastanza complesse, quindi gli acceleratori non possono essere riattivati. Le immagini del centro scientifico subito dopo il terremoto sono alquanto impressionanti:
La terra è sprofondata di più di due metri, facendo crollare diversi edifici e danneggiando considerevolmente edifici, il sistema elettrico e il sistema idrico. L’acceleratore è rimasto allagato per più di una settimana, a causa della mancanza di energia elettrica. Per fortuna i danni non sono stati permanenti e, inoltre ,sappiamo che i giapponesi non si fanno scoraggiare, e hanno cominciato subito i lavori di ricostruzione, anche grazie agli aiuti economici ottenuti dalle offerte volontari di scienziati di tutto il mondo. Come si può vedere dalle foto qui sotto, molto è già stato fatto:
I problemi non sono però soltanto macroscopici. Un acceleratore di particelle è uno strumento di grande precisione, è necessario che il fascio sia sempre perfettamente allineato e sotto controllo. Il tunnel dove passa il fascio di particelle, invece, è stato deformato, e ora, come potete vedere dal grafico qui sotto, non è più gran che allineato:
È quindi necessario procedere con la riparazione del tunnel prima di poter riaccendere l’acceleratore. Devo dire di essere rimasta molto sorpresa quando il portavoce giapponese ha annunciato che prevedono di riattivare l’acceleratore a Dicembre. Meno di un anno dopo il terremoto più intenso della storia. La delusione degli scienziati del J-Parc è che l’upgrade dello strumento, pianificato per il 2012, dovrà essere rimandato al 2013…
La collaborazione di T2K, che conta migliaia di ricercatori distribuiti in tutto il mondo, ha utilizzato i dati raccolti fino all’11 Marzo per pubblicare un risultato molto interessante e promettente. È stata una coincidenza sfortunata che il terremoto avesse luogo proprio quando la luminosità (di cui abbiamo parlato qualche post fa) era tale da permettere di fare un’analisi con un’alta statistica. Non ci scoraggiamo, però, perché a Dicembre ricominceranno a rivelare neutrini, ed entro il prossimo anno avremo nuove scoperte di cui parlare!
