Possiamo telefonare a noi stessi dieci anni fa. Possiamo andare a vedere com’è fatta la Galassia di Andromeda senza aspettare che arrivi qua coi suoi piedi fra qualche miliardo di anni. Possiamo assistere alla costruzione del Colosseo, goderci la vita a bordo di una piscina grazie ai numeri che abbiamo giocato al SuperEnalotto e che ci ha suggerito un signore anziano che ci assomigliava davvero molto. E tirare l’acqua rinnegando gli ultimi 100 anni di scoperte nel campo della Fisica. Abbiamo superato la velocità della luce: niente è più come prima… o sarà l’ennesima protesi mediatica che vogliono propinarci (di cui hanno capito poco o nulla)?

Propenderei per la seconda ipotesi (direbbe Elio). Il Giornale, il Corriere, la Repubblica e praticamente tutti i media cartaceo/elettronici pongono fine alla vita così come l’ho sempre conosciuta: confermato (dal CERN!) il superamento della velocità della luce. Confermato! Confermato è un termine che lascia poco spazio all’immaginazione: non trovate? Devastato nell’anima da frasi come “messo in discussione Einstein”, mi trascino sui comunicati stampa del CERN per scoprire quanto alta deve essere la pira dei miei libri di fisica.
Come nel profondo dell’anima speravo, il tutto è naturalmente una grossa montatura mediatica: le cose stanno in realtà in modo ben diverso. Ma rallegriamoci ed esultiamo: posso comunque raccontarvi l’ennesimo flop della stampa nel tentativo di fare buona divulgazione al prezzo dello scoop (inventato) e un grazioso numero del circo del nostro MIUR. Ah – e le cose come stanno realmente!

I neutrini sono la controparte brutta e nera degli elettroni, con cui condividono la classe di particelle elementari dei leptoni. Sono molto leggeri (la presenza o meno di massa è stata per lungo tempo una domanda senza risposta) e privi di carica elettrica: per questo, interagiscono scarsamente con la materia. Mentre leggete, siete attraversati approssimativamente da cento miliardi di neutrini – per centimetro quadrato di pelle rivolta al Sole (anche con la Terra di mezzo). C’è un neutrino per famiglia: elettronico, muonico e tauonico (e rispettive antiparticelle) e – proprietà alquanto strana – si interconvertono l’uno nell’altro in un processo noto come “oscillazione”. Per quanto piccola, hanno una massa. Il fatto stesso che i neutrini oscillino è diretta prova dell’esistenza di questa massa; questa proprietà è stata osservata per la prima volta proprio dall’esperimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus) lungo la “rotta” del CNGS (CERN neutrinos to Gran Sasso) che tanto scalpore sta generando in questi giorni.

Ci sono cose che le particelle dotate di massa non possono fare: ad esempio, raggiungere c, la velocità della luce nel vuoto (circa 299,792,458 m/s). Accelerare una massa a velocità prossime a c costa tanto di più quanto ci si vuole avvicinare a c, e tanto di più quanto è… massiva la massa che si vuole accelerare. Dagli urti di protoni al CERN, si generano cascate di particelle (tra cui i neutrini). Poichè sono molto leggeri, l’energia degli urti da cui “nascono” i neutrini riesce a spingerli a velocità considerevoli; per questo i ricercatori si aspettavano che la velocità di questi neutrini rilevati sotto il Gran Sasso fosse paragonabile a c. Con stupore, hanno invece constatato che la loro velocità era praticamente c : esatta fino alla quinta cifra decimale! Inoltre, una volta analizzati i dati, sembrava che questi neutrini avessero adirittura oltrepassato c, di venti parti per milione: “[...] appears to indicate that the neutrinos travel at a velocity 20 parts per million above the speed of light, nature’s cosmic speed limit”. Questo appears è stato naturalmente trasformato (oscillato?) dalla stampa nostrana in “è confermato che”, ignorando del tutto quanto seguiva. Il comunicato dice testuale che la scoperta mette in discussione leggi di Natura stabilite (nonostante la Scienza progredisca spesso distruggendo i vecchi paradigmi). Dice anche però che la teoria della relatività (che fa di c il limite invalicabile) è stata oggetto di pesanti attacchi, tutti falliti, ed è improbabile che questi risultati possano essere reinterpretati con una modifica della teoria einsteiniana. Si rendono necessarie misure indipendenti: questi risultati devono essere riprodotti, se sono veri: così funziona la Scienza.
Ma perchè non sono sicuri di quanto hanno ottenuto? Perchè anche i più sofisticati strumenti di misura non sono perfetti. La distanza tra il CERN e il Gran Sasso è nota con un’incertezza di 20 cm, così come la misura del TOF (time of flight, tempo di volo delle particelle dall’origine al rilevatore): 10 nanosecondi. Possono sembrarvi risibili, ma incertezze di questo tipo (di cui chiaramente i ricercatori hanno tenuto conto) incidono pesantemente quando state misurando la sesta cifra decimale della velocità della luce. E non è finita qui! A fine pagina, nelle note per i più curiosi, scoprirete che per determinare la massa del neutrino la misura del TOF era stata scartata.. per la scarsa precisione!
Fortunatamente, i miei libri sono salvi (per ora).

Non lo è invece l’onore del MIUR, il Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (questo almeno il significato dell’acronimo).

Sarò molto breve: è indecente che un ministro della Repubblica non si prenda la briga di accertarsi della veridicità di undici righe di comunicato stampa, arrivando a dichiarare di aver speso dei soldi (80 milioni di euro) per la realizzazione di un qualcosa che non solo è inutile (i neutrini attraversano indisturbati la Terra, figuriamoci tre montagne), ma che non esiste. La cosa più terribile è che (poichè la miglior difesa è l’attacco), si arrivi a farsi beffe dell’intelligenza di chiunque sia in grado di intendere una frase in italiano arrivando a dire “il tunnel di cui si parla nel comunicato di ieri, non è per nessuna ragione intendibile come un tunnel che collega materialmente Ginevra con il Gran Sasso”. Sfido dunque chiunque a trovare un altro significato alla frase “costruzione del tunnel tra il Cern ed i laboratori del Gran Sasso”.

Andiamo bene: la stampa ci gonfia fatti ancora da verificare come profezie più vere di quelle di Nostradamus, e i ministri della Repubblica ritrattano alla stessa maniera dei bambini dell’asilo, indignandosi perchè “non si può assolutamente intendere” esattamente quello che viene proferito… per come è proferito.
Sipario.

Note per i più curiosi:

L’energia cinetica dei neutrini prodotti dall’esperimento è dell’ordine delle decine di GeV (miliardi di elettronvolt). Poichè la massa del neutrino elettronico è minore di un elettronvolt, possiamo calcolare a che velocità ci attendiamo che i neutrini vengano “sparati”.
Assumendo come 10GeV l’energia cinetica di un corpo di massa di 1eV, se assumiamo che 1/10G << 1:

v = c * (1 – 1e-9)

Ossia, la discrepanza attesa rispetto a c era sulla nona cifra decimale. Il TOF totale delle particelle è di circa 2 ms. Per accorgersi di questa discrepanza, le misure temporali devono essere in grado di spaccare i picosecondi in quattro (millesimi di miliardesimi di secondo), cosa che come vi ho descritto è un po’ difficile tutto considerato. Insomma: non ci si aspettava affatto che i neutrini andassero più lenti della luce, con quelle precisioni che c’erano. Infatti, la misura del TOF era stata scartata come metodo di misura della massa del neutrino, e invece il CNGS era stato usato per misurare l’oscillazione, piu’ sensibile alla massa (e come vi ho detto, “impronta” della presenza della massa stessa).

Sapete qual è la ciliegina sulla torta? Un accordo con c alla quinta cifra del TOF dice solo che il neutrino ha massa minore di 1keV, cosa che è nota già da un sacco di tempo. Le cose sarebbero più interessanti se effettivamente fossimo arrivati al ps (millesimo di miliardesimo di secondo), cioè se il TOF fosse pari a quello della luce fino a 9 cifre decimali, allora potrebbe servire per dire che la massa è ancora minore dell’atteso, e qui ci si avvicina a informazioni interessanti.

p.s. Ultim’ora: per la storia del tunnel inesistente, si è dimesso il portavoce del ministro (forse che la scemenza era stata detta effettivamente? Grande Giove!). A me avevano insegnato che è il capo, quello responsabile di quello che fanno quello sotto di lui… mah.

Questo articolo non è solo farina del mio sacco: degli amici fisici mi hanno aiutato a prepararlo fornendomi aneddoti, conoscenze e informazioni che non sarei mai stato in grado a trovare da solo. Ho raccolto tutti i loro consigli, ma quanto ho scritto potrebbe ancora contenere qualche refuso, che è sarebbe imputabile solo alla mia ri-rilettura raffazzonata. E’ tutta una questione di incertezza! ;) Per qualche strana ragione qualcuno ha voluto rimanere anonimo (scrisse l’uomo che utilizzava uno pseudonimo), ma qualcuno ha accettato di proseguire la gioiosa tradizione OMGSesca: ringrazio sentitamente il Professor Francis Montague e tutti i ragazzi (e ragazze) che lavorano con lui!

Tag:Albert Einstein, CERN, CNGS, esperimento OPERA, leggi della Fisica, neutrini, teoria della relatività, velocità della luce