Limite superiore fissato a 0,45 elettronvolt: un traguardo per la fisica fondamentale
Un team internazionale di ricercatori ha raggiunto la stima più precisa mai ottenuta della massa del neutrino, la particella elementare più elusiva e, al contempo, più abbondante dell’intero universo. Il nuovo limite superiore, fissato a 0,45 elettronvolt, rappresenta un salto in avanti decisivo rispetto alla stima precedente, che si fermava a 1 elettronvolt. Il risultato, pubblicato dalla prestigiosa rivista Science, è stato conseguito nell’ambito dell’esperimento Katrin, condotto presso il Karlsruhe Institute of Technology in Germania.
L’Italia in prima linea con Infn, Politecnico e Bicocca
L’Italia ha avuto un ruolo cruciale grazie alla partecipazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), del Politecnico di Milano e dell’Università di Milano-Bicocca. Come spiegato da Marco Carminati, responsabile nazionale del progetto Katrin per l’Italia, questo traguardo rappresenta un passaggio chiave per comprendere meglio le leggi fondamentali della natura, dal mondo subatomico fino alla scala delle galassie.
Misurare il decadimento beta del trizio per stimare la massa del neutrino
L’esperimento Katrin si basa su una metodologia innovativa: l’analisi del decadimento beta del trizio, un isotopo radioattivo dell’idrogeno. Durante il decadimento, il trizio emette un elettrone e un antineutrino. La somma delle energie di queste particelle è nota: misurando con estrema precisione l’energia dell’elettrone, si può risalire a quella del neutrino e, quindi, alla sua massa, attraverso la celebre equazione di Einstein.
Una raccolta dati senza precedenti e risultati ad altissima precisione
Tra il 2019 e il 2021, il progetto ha collezionato 36 milioni di eventi, una mole di dati sei volte superiore rispetto alle sessioni precedenti. Il nuovo valore limite presenta un livello di confidenza del 90%. Si tratta del terzo aggiornamento successivo alla partenza dell’esperimento, mentre il limite inferiore della massa del neutrino resta fermo a 0,086 elettronvolt.
Il futuro del progetto: 1.000 giorni di acquisizione dati e il rivelatore Tristan
Il progetto Katrin, che non si basa su modelli teorici ma su misure dirette, proseguirà nella configurazione attuale fino alla fine del 2025, arrivando a 1.000 giorni di raccolta dati. Nel 2026 è previsto un upgrade tecnologico con l’introduzione del nuovo rivelatore Tristan, frutto di una forte collaborazione italiana, che permetterà di raggiungere una precisione ancora maggiore.
