Gli scienziati del BEST experiment hanno rilevato una carenza nella produzione di germanio 71 a seguito di interazioni con i neutrini, suggerendo la possibile esistenza del neutrino sterile. Questa anomalia, in linea con precedenti scoperte, mette in discussione le teorie esistenti e potrebbe indicare nuove fisiche o errori sperimentali non risolti.
Il Baksan Experiment on Sterile Transitions (BEST)
Il BEST è un esperimento che si svolge a più di un miglio sotto terra presso l’Osservatorio Neutrino di Baksan, nelle montagne del Caucaso in Russia. È stato progettato per esplorare il deficit di neutrini elettronici (ne) precedentemente segnalato nei quattro esperimenti di calibrazione effettuati dalle collaborazioni solari neutrino SAGE e GALLEX. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato circa 47 tonnellate metriche di gallio (Ga) metallico liquido, diviso in due zone concentriche, come bersaglio per l’assorbimento dei neutrini tramite la reazione 71Ga (ne,e)71Ge. Hanno posizionato la sorgente di neutrini al cromo-51 al centro del bersaglio di gallio, irradiando entrambe le zone. Poiché la lunghezza del percorso dei neutrini in ciascuna zona è di circa un metro, BEST ha un’alta sensibilità alle oscillazioni che si verificano su quella scala, corrispondenti a differenze nel quadrato delle masse dei neutrini di circa 1 eV2 (una quantità molto piccola nel mondo della fisica nucleare). I ricercatori hanno misurato la forza della sorgente con la calorimetria e altri metodi con una precisione superiore all’1%. La sezione d’urto di assorbimento dei neutrini ha un valore minimo stabilito dalla nota durata della cattura elettronica del germanio-71.
La persistenza dell’anomalia
La persistenza di questa anomalia è sconcertante. Potrebbe indicare sia un qualche artefatto sperimentale non identificato che finora è sfuggito alla scoperta, sia una nuova fisica in grado di spiegare un deficit inaspettatamente grande di neutrini.
Il mistero del neutrino
L’esperimento ha scoperto che la resa di germanio 71 era dal 20% al 24% inferiore rispetto a quanto previsto, sulla base dell’intensità della sorgente di neutrini e sulla conoscenza degli scienziati di come i neutrini vengono assorbiti. Questi risultati sono in contrasto con le previsioni teoriche. Tuttavia, sono coerenti con i risultati precedenti su ciò che gli scienziati chiamano l’anomalia del gallio.
La ricerca di oscillazioni dei neutrini
I ricercatori hanno diviso il bersaglio in volumi interni ed esterni per cercare un indicatore delle oscillazioni dei neutrini. Questo è un fenomeno noto in cui un neutrino elettronico si trasforma in un altro “sapore”, come un neutrino muonico, che deriva dal fatto che i neutrini hanno massa. I ricercatori non hanno osservato segni di queste oscillazioni. L’origine dell’anomalia rimane un mistero.
Il dispositivo BEST in costruzione
In conclusione, i risultati dell’esperimento BEST confermano un’anomalia riscontrata in precedenti esperimenti con sorgenti di neutrini solari. BEST ha irradiato un serbatoio di gallio, un metallo morbido e argenteo che è liquido a temperatura ambiente, utilizzando una fonte intensa di neutrini provenienti dal decadimento del cromo radioattivo. I neutrini reagiscono nel gallio per produrre l’isotopo germanio 71. Questo isotopo può essere estratto dal gallio e contato. Gli scienziati hanno trovato quantità significativamente minori di germanio rispetto a quanto previsto sulla base della fisica nucleare conosciuta. Gli scienziati avevano riscontrato un’anomalia simile del gallio in un esperimento precursore.
