![\"\"](\"http:\/\/4.bp.blogspot.com\/-KFv9S2VR8VA\/Tnx8Qnb_b5I\/AAAAAAAAALs\/yfPjpdGSjw4\/s400\/861758.jpg\" "\\"neutrini\\"")
<\/p>\nAgli inizi dell\u2019autunno 2011, i media si sono occupati di una notizia che ha suscitato sensazione: quella riguardante alcuni neutrini, particelle elementari leptoniche, i quali avrebbero viaggiato pi\u00f9 veloci della luce… lungo i 735 km di rocce sotterranee che separano il CERN di Ginevra (dove si trova l\u2019acceleratore di particelle LHC, da cui sono stati emessi i neutrini veloci) e le caverne del Gran Sasso, dove si trovano i rilevatori di neutrini del progetto OPERA.<\/p>\n
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La sensazionalit\u00e0 della notizia, mal riportata e mal commentata dai non specialisti, a ennesima riprova che \u201cun bel tacer non fu mai detto\u201d (troppi giornalisti scrivono a vanvera), concerneva la conseguenza dell\u2019esistenza di neutrini superluminali, ovvero il crollo della Teoria della Relativit\u00e0 di Albert Einstein (TdR), uno dei capisaldi della fisica, secondo la quale la velocit\u00e0 della luce (C = 299.792,458 km\/sec.) costituisce limite di velocit\u00e0 insuperabile, certamente per corpi dotati di massa. Al di l\u00e0 delle molte considerazioni udite sulla disinformazione dei media, sulla gioia dei detrattori della scienza e dei fautori dell\u2019assenza di solide leggi fisiche che tutto permetterebbe, inclusi i colloqui con gli spettri e i viaggi nelle altre dimensioni, vorrei in questo articolo esprimere la mia opinione di astrofilo e divulgatore scientifico chiarita dal titolo: anche se giungesse la conferma dell\u2019esistenza di particelle pi\u00f9 veloci di C la TdR non verrebbe confutata ma corretta e integrata. Cominciamo dalla TdR.
\nIl fisico olandese H.A. Lorentz, alla fine del XIX secolo, rielabor\u00f2 la teoria del campo elettromagnetico di J.C. Maxwell, poich\u00e9 essa non contemplava l\u2019esistenza degli elettroni (da l\u00ec a poco dimostrati definitivamente da J.J Thompson e A. Millikan). Nella sua revisione della teoria di campo, Lorentz utilizz\u00f2 lo strumento matematico delle \u201ctrasformazioni\u201d, dette poi trasformazioni di Lorentz (le trasformazioni consentono il passaggio da un sistema di coordinate, come lunghezza, massa, ecc. ad un altro, lasciando invariate le leggi di partenza): i risultati ottenuti furono sorprendenti, indicando che un oggetto, come l\u2019elettrone appunto, che si approssima alla velocit\u00e0 C, vede incrementare la propria massa verso valori infiniti, contrarsi lo spazio nella direzione del moto, dilatarsi lo scorrere del tempo fino ad arrestarsi. Lorentz non intu\u00ec la portata delle sue scoperte, Einstein s\u00ec, e part\u00ec proprio da Lorentz e Maxwell (che fu tra l\u2019altro il primo a comprendere che la luce \u00e8 un fenomeno elettromagnetico) nonch\u00e9 dagli esperimenti di A. Michelson e E. Morley (che misurarono con buona precisione la velocit\u00e0 C, nel 1887) per elaborare un\u2019idea semplice ma geniale perch\u00e9 controintuitiva: se la velocit\u00e0 C non pu\u00f2 essere superata e la velocit\u00e0 \u00e8 data dallo spazio percorso nell\u2019unit\u00e0 di tempo, allora devono essere lo spazio e il tempo a dover variare, come dimostravano i calcoli di Lorentz. Bisognava aver coraggio a demolire la concezione Newtoniana, resistente da secoli, che lo Spazio e il Tempo non possiedono valore assoluto e invariante. Infatti, la TdR Speciale o Ristretta (la TdR Generale riguarda invece oggetti che si muovono di moto accelerato, non uniforme, dunque concerne la gravit\u00e0 e la curvatura dello spazio), sostiene che, a seconda del moto degli osservatori rispetto a un sistema di riferimento, il tempo non scorre alla stessa maniera e le distanze tra oggetti non si mantengono le stesse per tutti. Paradigmatico \u00e8 il Paradosso dei gemelli: un gemello resta sulla Terra mentre l\u2019altro si imbarca su un\u2019astronave che viaggia al 99% di C, circa 297.000 km\/s, per raggiungere una stella lontana 9,5 anni luce, corrispondenti a 90 mila miliardi km. Al ritorno sulla Terra, il gemello rimasto a casa misura in 180 mila miliardi i km percorsi dall\u2019astronave e in circa 19 anni il tempo trascorso dalla partenza del fratello. Il contachilometri dell\u2019astronave, invece, misura 7.800 miliardi di km percorsi e solo 0,9 anni il tempo trascorso, sicch\u00e9 un gemello risulter\u00e0 invecchiato solo il 4,3% rispetto all\u2019altro. Da questi dati appare evidente che concetti come simultaneit\u00e0, sincronizzazione, ecc. non hanno validit\u00e0 assoluta, e se noi li usiamo tutti i giorni \u00e8 perch\u00e9 a velocit\u00e0 non relativistiche, a cui siamo avvezzi, gli scarti di tempo e spazio tra osservatori diversi sono\u00a0 irrilevanti. Veniamo ai neutrini, particelle appartenenti alla famiglia dei leptoni (= leggeri) insieme a elettroni (e-), muoni (\u03bc) e particelle tau (\u03c4). I neutrini vengono prodotti nelle stelle nel corso delle fusioni nucleari, nelle esplosioni stellari, nel decadimento degli isotopi radioattivi come l\u2019uranio (decadimento beta, quando un neutrone si trasforma in un protone) e negli acceleratori di particelle, dove i protoni vengono fatti scontrare tra loro a elevatissime velocit\u00e0. I neutrini possiedono talune caratteristiche uniche, come il fatto di oscillare, cio\u00e8 di cambiare \u201csapore\u201d; tre sono i sapori neutrinici: neutrini elettronici, muonici e tauonici a seconda se siano associati a emissione e decadimento dei rispettivi leptoni. Ebbene, mentre si spostano nello spazio-tempo, i neutrini mutano da elettronico a muonico o a tauonico, come accade, per esempio nel viaggio dal Sole alla Terra, ove giungono soltanto un terzo dei neutrini elettronici emessi dalla nostra stella (gli altri 2\/3 sono intanto diventati \u03bc e \u03c4). Altra prerogativa assai importante dei neutrini, \u00e8 la scarsissima interazione con le altre particelle di materia (sono soggetti alla sola interazione debole, la forza che si manifesta nei decadimenti radioattivi), cosicch\u00e9 essi possono attraversare montagne, pianeti, stelle, galassie intere, senza essere fermati o deviati, tanto da essere utilissimi in astronomia, poich\u00e9 essi arrivano dall\u2019altra parte dell\u2019universo intatti, come furono generati dalla sorgente, permettendoci di ricevere informazioni originali da luoghi lontanissimi (oltretutto, mentre i fotoni di luce di ogni frequenza elettromagnetica, onde radio, I.R., U.V., raggi X e gamma, interagirono con la materia bollente al tempo dell\u2019universo primordiale, cosicch\u00e9 noi possiamo \u201cvedere\u201d il cosmo soltanto quando si raffredd\u00f2 a sufficienza da far trasparire i fotoni, 370 mila anni dopo la sua nascita, i neutrini invece si diffusero subito, pertanto, se potremo \u201cfotografare\u201d il primo istante del cosmo e, forse, prima, lo potremo grazie all\u2019astronomia neutrinica).\u00a0 Veniamo adesso alla cronaca recente.
\nL\u2019esperimento OPERA \u00e8 stato ideato per verificare proprio le oscillazioni dei neutrini emessi dall\u2019acceleratore LHC di Ginevra e indirizzati verso le caverne del Gran Sasso; in particolare, si \u00e8 lavorato sui neutrini tau, e siccome la particella tau ha massa notevole, essendo la pi\u00f9 pesante tra i leptoni, i neutrini necessari per l\u2019esperimento dovevano essere assai veloci, cio\u00e8 molto energetici (ricordiamo che la nota E = mc2\u00a0 della TdR pone equivalenza tra massa e energia). Nel corso degli esperimenti, \u00e8 stato registrato che questi neutrini superveloci hanno raggiunto il bersaglio non solo prima del previsto, ma addirittura hanno superato la velocit\u00e0 C, violando due volte la TdR Speciale, giacch\u00e9 i corpi dotati di massa non potrebbero neanche raggiungere la velocit\u00e0 C (la massa diventerebbe infinita), figuriamoci superarla. A questo punto, la notizia sarebbe scientificamente clamorosa. Ma vi sono molti aspetti da valutare e su cui riflettere:
\n– i neutrini, particelle di cui sappiamo ancora poco e per molti versi \u201cparticolari\u201d, hanno impiegato circa 2,5 millesimi di secondo per percorrere i 735 km sotto terra, mentre lo scarto, rispetto a C, \u00e8 stato di 60 miliardesimi di secondo, dunque una frazione inferiore di decine di milioni di volte, uno scarto che potrebbe rientrare nell\u2019errore sistematico di misurazione
\n– l\u2019esperimento, per quanto ripetuto, ha utilizzato lo stesso protocollo, pertanto necessita che i suoi risultati siano replicati in condizioni diverse, con altri strumenti, in altre circostanze (dagli Usa arriveranno nuovi dati entro un anno) e solo allora si potranno formulare conclusioni e ipotesi serie
\n– in passato, molte volte \u00e8 successo che nuove esperienze contraddicessero teorie consolidate; a volte le teorie sono state del tutto confutate, altre volte solo corrette, altre volte ancora hanno avuto ragione le teorie, come quando sembrava che la meccanica celeste di Newton fosse contraddetta dall\u2019orbita irregolare di Urano, finch\u00e9 si scoperse Nettuno, vero responsabile delle irregolarit\u00e0;
\n– vi sono teorie che non meritano tale attributo, essendo ancora soltanto ipotesi di lavoro o congetture e pertanto nessuno trova eclatante la loro critica e demolizione; di recente, la osservazione di galassie ben formate, vecchie oltre 10 miliardi di anni (formatesi cio\u00e8 dopo solo tre miliardi di anni dal Big Bang) contraddice i modelli teorici attuali di formazione delle galassie; la stella SDSSJ102915 composta di solo idrogeno e elio, sta mettendo in dubbio i modelli standard di formazione stellare: questi sono due esempi attualissimi di come teorie scientifiche siano rimesse in discussione, ma esse non sono teorie ancora degne di tale appellativo bens\u00ec modelli provvisori
\n– la crisi della TdR sarebbe gravida di conseguenze, talune assai stimolanti, altre alquanto preoccupanti, giacch\u00e9 andrebbe in crisi anche la teoria del campo elettromagnetico di Maxwell ( \u00e8 una teoria intrinsecamente relativistica, d\u2019altronde Einstein part\u00ec proprio da l\u00ec), oppure, se si mantenesse intatta la TdR e la teoria di Maxwell, andrebbe in crisi la teoria della interazione elettrodebole (unione di elettromagnetismo e interazione debole, a cui soggiacciono i neutrini) che \u00e8 teoria di campo relativistica e che \u00e8 valsa il premio Nobel a A.Salam, C. Rubbia e altri
\n– la TdR ha ricevuto migliaia e migliaia, forse milioni, di conferme sperimentali, dalle misurazioni degli scostamenti del tempo su veicoli spaziali e lontano da Terra, al tempo di sopravvivenza dei muoni prodotti dai raggi cosmici primari in atmosfera terrestre; dagli effetti relativistici negli acceleratori di particelle, alla luce di sincrotrone emessa dalla materia in caduta accelerata presso stelle e buchi neri; pertanto non \u00e8 cos\u00ec semplice accettare che una singola esperienza possa negare la validit\u00e0 di una teoria che \u00e8 stata verificata in molteplici e diversissime occasioni.
\nVeniamo, allora, alla considerazione epistemologica. Tra la gente comune e gli scienziati \u00e8 concezione diffusa che la Natura possieda una propria uniformit\u00e0, una unitariet\u00e0, delle regolarit\u00e0 intrinseche, tali da poter giustificare il concetto di \u201cLeggi di Natura\u201d. Le teologie di numerose religioni, incluse quelle monoteiste, hanno contribuito a rinforzare questa idea, tanto che per connotare i fenomeni pi\u00f9 aberranti si dice che essi sono \u201ccontro natura\u201d, laddove la natura \u00e8 creata e regolata dalla volont\u00e0 di Dio e ne rispecchia la perfezione. La fiducia degli scienziati quando indagano la natura, e della gente nella scienza, si fonda sul presupposto che la scienza sappia identificare, svelare e descrivere le regolarit\u00e0 e le invarianze della natura, ovvero le sue Leggi, sotto forma di teorie scientifiche. Questa prospettiva ha fatto s\u00ec che le teorie scientifiche siano state caricate di valore nomico (= legiforme), che in realt\u00e0 possiedono soltanto in parte. In altri termini, un certo numero di filosofi, come i positivisti e i neopositivisti e anche alcuni filosofi analitici recenti, hanno attribuito a certe teorie delle scienze \u201cdure\u201d (fisica in primis) propriet\u00e0 di \u201cverit\u00e0 fondamentali di validit\u00e0 universale\u201d che invece non possiedono, non sempre. La filosofia della scienza pi\u00f9 recente ha riconsiderato che cosa sia una legge scientifica, riconoscendone valore fondamentale ma in precisi ambiti di dominio, limitandone le pretese di universalismo, enfatizzando la clausola \u201cceteris paribus\u201d ossia \u201ca parit\u00e0 di condizioni.., a certe condizioni.., a condizione che..,\u201d con ci\u00f2 significando che le teorie scientifiche possono non rendere conto di fenomeni che si svolgono o succedono in determinate condizioni. Queste riconsiderazioni non sminuiscono il valore delle leggi scientifiche, tutt\u2019altro, e contrastano l\u2019opinione dei filosofi, quali T. Kuhn e P. Feyerabend, che intravedono una instabilit\u00e0 paradigmatica nella scienza che la rende mai certa e mai portatrice di verit\u00e0 definitive. A titolo di esempio, la meccanica gravitazionale di Newton non \u00e8 stata smentita dalla Relativit\u00e0 Generale di Einstein, bens\u00ec ricondotta a particolari condizioni, quelle non relativistiche; n\u00e9 la meccanica quantistica ha demolito il determinismo della fisica classica, ma lo ha confinato al suo dominio: si provi, ad esempio, a osservare un masso in caduta, per vedere se lo si sposta come si fa con una particella (ruolo dell\u2019osservatore nella fisica dei quanti), io vi consiglio di scostarvi. Proprio la meccanica dei quanti, parlando di \u201cpropriet\u00e0 relazionali\u201d tra oggetti e tra fenomeni ed enfatizzando gli aspetti probabilistici, corrobora la prospettiva del \u201crealismo contestuale\u201d delle teorie scientifiche: a seconda di come misuro un sistema quantizzato come la luce, far\u00f2 emergere le propriet\u00e0 disposizionali ondulatorie (es. fenomeni d\u2019interferenza) oppure corpuscolari (es. effetto fotoelettrico). In altre parole, la luce possiede entrambe le propriet\u00e0 strutturali e funzionali disposizionali, onda e corpuscolo, e noi faremo emergere le une o le altre contestualmente alla misurazione, assieme al corteo di leggi che le descrivono.
\nBen prima dei neutrini superluminali, la TdR Speciale ha mostrato di non saper spiegare la dinamica dell\u2019universo a grande scala, tant\u2019\u00e8 che dobbiamo ipotizzare l\u2019esistenza della Energia Oscura, di cui abbiamo solo vaga idea di che cosa possa essere. E in effetti, nessuno \u00e8 in grado di dire se materia oscura e talune particelle come i neutrini (che da tempo si sa violare principi come quelli di parit\u00e0 e l\u2019invarianza di Lorentz) potrebbero non ubbidire alla TdR., n\u00e9 escludere che la TdR si manifesti diversamente o non valga in particolari condizioni.
\nIn definitiva, \u00e8 parecchio che non si confutano pi\u00f9 le teorie scientifiche moderne ma le si corregge, modifica, contestualizza, a meno che esse non siano ancora teorie verificate e consolidate ma modelli, ipotesi, congetture. Chi difende ancora la prospettiva positivista\u00a0 di una scienza fatta di leggi universalmente valide, si scontra con scienze come la cosmologia che lo smentiscono, ma anche chi pensa di demolire teorie solide e confermate da milioni di esperimenti, non ha capito molto della scienza moderna, che si tratti della scienza della Relativit\u00e0 o un\u2019altra.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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