OPERA

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OPERA (acronimo di Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) è un esperimento di fisica delle alte energie progettato per studiare le oscillazioni dei neutrini muonici in neutrini tauonici. È una collaborazione tra il CERN di Ginevra e i Laboratori Nazionali del Gran Sasso e usa il fascio di neutrini CNGS (CERN Neutrinos to Gran Sasso).

Il fascio di neutrini muonici viene prodotto nell'acceleratore SPS del CERN dove un fascio di protoni viene accelerato per poi colpire un bersaglio di carbonio. In questa fase vengono prodotti pioni e kaoni che, decadendo, danno origine a muoni e neutrini muonici. Per indirizzare i neutrini, il fascio di mesoni viene focalizzato mediante una tromba magnetica.[1]

Il responsabile internazionale dell’esperimento è Giovanni De Lellis, dell’Università Federico II e dell’INFN di Napoli.[2] Il precedente responsabile di OPERA è stato il fisico Antonio Ereditato, costretto alle dimissioni nel 2012 a seguito dei gravi errori nell'esperimento.[3]

Rivelatore[modifica | modifica wikitesto]

OPERA, situato nella Hall C dei laboratori sotterranei del Gran Sasso, è stato costruito tra il 2003 e il 2008. Il tauone che risulta dall'interazione di un neutrino tauonico viene osservato nelle emulsioni nucleari contenute in rivelatori (dal peso di 8,3 kg) che sono intervallate da fogli di piombo. I due supermoduli di OPERA contengono 150 000 rivelatori disposti su muri paralleli intervallati da scintillatori plastici. Ogni supermodulo è seguito da uno spettrometro magnetico per misurare la quantità di moto e la carica della particella entrante. Durante la presa dati, l'interazione di un neutrino e il suo rivelatore corrispondente sono individuati in tempo reale dagli scintillatori e dagli spettrometri. Questi rivelatori sono poi estratti dai muri per lo sviluppo delle emulsioni, la scansione e la ricerca topologica e cinematica dei decadimenti del tauone.[4]

Osservazioni sperimentali[modifica | modifica wikitesto]

Oscillazione del sapore dei neutrini[modifica | modifica wikitesto]

Il 31 maggio 2010, i ricercatori di OPERA hanno osservato il primo evento candidato ad essere un'oscillazione da neutrino muonico a tauonico.[5]

Anomalia sulla velocità dei neutrini[modifica | modifica wikitesto]

Nel settembre 2011 i ricercatori che collaborano all'esperimento hanno pubblicato su arXiv un preprint in cui affermavano di aver trovato un'anomalia nel tempo di volo dei neutrini: essi infatti sembravano avere una velocità superiore a quella della luce.[6] Nuove misure, pubblicate nel novembre dello stesso anno, ottenute grazie a fasci di neutrini più stretti e con una separazione temporale minore sembravano confermare i risultati ottenuti in precedenza,[7][8][9][10] ma nel marzo 2012, durante un workshop tenuto presso i Laboratori nazionali del Gran Sasso, è stata comunicata la presenza di alcuni errori sistematici nell'apparato di misura (in particolare un'errata calibrazione dell'orologio atomico necessario per calcolare il tempo di volo dei neutrini e una cattiva connessione di una fibra ottica con il sistema GPS) che possono giustificare il valore anomalo della velocità dei neutrini.[11]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) Jim Al-Khalili, Faster than the speed of light?, jimal-khalili.com, 18 novembre 2011. URL consultato l'11 febbraio 2012.
  2. ^ Fisica, osservato un neutrino "trasformista" da Cern e Infn - Il Fatto Quotidiano
  3. ^ Neutrini più veloci della luce: si dimette il fisico dell'esperimento
  4. ^ (EN) Opera – The Opera Detector, operaweb.lngs.infn.it. URL consultato l'11 febbraio 2012.
  5. ^ N. Agafonova et al. (OPERA Collaboration), Observation of a first ντ candidate event in the OPERA experiment in the CNGS beam in Physics Letters B, vol. 691, nº 3, 2010, pp. 138-145, arXiv:1006.1623, Bibcode:2010PhLB..691..138A, DOI:10.1016/j.physletb.2010.06.022.
  6. ^ (EN) (PrePrint) The OPERA Collaboration, Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam in arXiv, 2011.
  7. ^ Neutrini: ok test, 'più veloci della luce' in Ansa.it, 18 novembre 2011. URL consultato il 18 novembre 2011.
  8. ^ Elena Dusi, Nuovi test, i neutrini del Gran Sasso continuano a correre più veloci della luce in La Repubblica, 18 novembre 2011. URL consultato il 18 novembre 2011.
  9. ^ Folco Claudi, Neutrini più veloci della luce, arriva la prima conferma in Le Scienze, 18 novembre 2011. URL consultato il 25 novembre 2011.
  10. ^ (EN) (PrePrint) The T2K Collaboration, Measurements of the T2K neutrino beam properties using the INGRID on-axis near detector in arXiv, 2011.
  11. ^ (EN) Maximiliano Sioli, Updated results of the OPERA neutrino-velocity analysis, infn.it, 28 marzo 2012. URL consultato il 19 ottobre 2012.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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