Differenze tra le versioni di "Oscillazione del neutrino"

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{{S|fisica}}
L''''oscillazione del neutrino''' si riferisce al fenomeno dei [[neutrino|neutrini]] che oscillano come se avessero differenti [[sapore (fisica)|sapori]], nel senso che gli ''[[autostato|autostati]]'' dei sapori sono definiti da una funzione d'onda che produrrà un [[leptone]] carico di un particolare tipo (leptone elettronico, muonico o tauonico) che interagisce con un [[Bosoni W e Z|bosone W]], ed un neutrino prodotto come uno di questi ''autostati'' si comporterà come una sovrapposizione di differenti ''autostati'' di sapore con un rapporto di proporzioni che varia periodicamente.
L''''oscillazione del neutrino''' è un fenomeno [[Meccanica quantistica|quantomeccanico]] per cui un [[neutrino]], creato con un certo [[sapore (fisica)|sapore]], può assumere un sapore diverso al passare del tempo. La probabilità di misurare uno specifico sapore (che può essere [[elettrone]], [[muone]] o [[tauone]]) varia periodicamente durante la propagazione del neutrino. Il fenomeno è stato predetto da [[Bruno Pontecorvo]] nel 1957<ref>
{{Cita pubblicazione
|autore=B. Pontecorvo
|titolo=Mesonium and anti-mesonium
|rivista=[[Zh. Eksp. Teor. Fiz.]]
|volume=33
|pagine=549–551
|anno=1957
}} </ref> e osservato sperimentalmente<ref>[http://arxiv.org/abs/1303.2272 [1303.2272&#93; Balantekin, Haxton: Neutrino Oscillations (2013) <!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>, per la prima volta in ambito [[astronomia dei neutrini|astrofisico]] nel 1998 (grazie all'osservatorio [[Super-Kamiokande]]), e in seguito tramite esperimenti di laboratorio (come [[OPERA]], che sfrutta neutrini prodotti al [[CERN]] e inviati ai [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso]]).
 
Il fenomeno di oscillazione implica che la [[massa (fisica)|massa]] dei neutrini sia non nulla, fatto non previsto dal [[Modello standard]] della [[fisica delle particelle]]. Il meccanismo di generazione della massa dei neutrini è tuttora un problema aperto e dibattuto<ref>[http://arxiv.org/abs/1303.5819 [1303.5819&#93; Petcov: The Nature of Massive Neutrinos (2013) <!-- Titolo generato automaticamente -->]</ref>.
Per esempio il [[modello solare standard]] predice che i neutrini elettronici vengono prodotti durante le reazioni di fusione che avvengono nel nucleo solare. Tuttavia il flusso di neutrini osservati a Terra è circa un terzo rispetto a quanto previsto. Questa discrepanza, chiamata anche "[[problema dei neutrini solari]]" è risolvibile ipotizzando il meccanismo di oscillazione dei neutrini.
 
== Prove dell'oscillazione del neutrino ==
LaIl discrepanza[[modello trasolare lastandard]] quantitàpredice diche, neutrinidurante elettronicile prodottireazioni dalladi fusione che avvengono nel nucleo solare, chevengano siprodotti prevedeneutrini debbaelettronici. Tuttavia il flusso di neutrini raggiungereosservati laa Terra dalè Solecirca eun laterzo quantitàrispetto chea vienequanto effettivamenteprevisto. misurataQuesta (vedidiscrepanza, chiamata anche "[[problema dei neutrini solari]])" fuè larisolvibile primaipotizzando provail sperimentalemeccanismo delledi oscillazionioscillazione deldei neutrinoneutrini. Ulteriori prove sono venute da esperimenti che misurano il flusso di neutrini nella parte superiore dell'atmosfera (dove sono prodotti dai [[raggi cosmici]]), dai reattori nucleari e dagli acceleratori di particelle.
 
== Le masse del neutrino ==
ÈSi ampiamente accettato dalla comunità dei fisici delle particelleipotizza che le oscillazioni sonosiano dovute aialle differenti [[saporemasse (fisica)|sapori]]che deicorrispondono neutriniai chetre hannosapori differentidei masseneutrini. Se un neutrino è prodotto come un ''autostato'' (eigenstate) del sapore e se l'autostato del sapore non è un autostato della massa, allora si può scrivere la funzione d'onda come una sovrapposizione di autostati della massa:
:<math> \left| \nu \right\rangle = \sum_{i} \left| \nu_{i} \right\rangle</math>
dove <math> \left| \nu_{i} \right\rangle</math> sono gli autostati della massa
I neutrini sono particolari anche perché sono stati osservati soltanto neutrini levogiri.
 
I fisici amano modificare teorie di successo (come il Modello Standard) il meno possibile, così laLa più piccola modifica al Modello Standard, che ha solo neutrini levogiri, è di accettare questi neutrini levogiri con masse di Majorana. Il problema è che le masse dei neutrini sono in maniera inspiegabile più piccole delle restanti particelle conosciute (almeno 500.000 volte più piccole della massa dell'elettrone), cosa che, sebbene non infici la teoria, non è soddisfacente. La successiva modifica più semplice consiste nel aggiungere neutrini destrogiri nel Modello Standard che interagiscano con i neutrini sinistrogiri ed il campo di Higgs in maniera analoga al resto dei fermioni. Questi nuovi neutrini dovrebbero interagire con gli altri fermioni solamente in questo modo, così che non si possa escluderli fenomenologicamente. Tuttavia il problema della disparità delle masse rimane.
La soluzione che attualmente gode di maggior credito è il modello "see-sw", dove vengono inseriti neutrini destrogiri con masse di Majorana estremamente grandi. Se i neutrini destrogiri sono molto pesanti producono neutrini sinistrogiri con massa molto piccola, che è [[inversamente proporzionale]] alla massa pesante. Se si ipotizza che i neutrini interagiscano con il campo di Higgs con circa la stessa forza degli elettroni (che è come dire che i neutrini ed i leptoni elettronico, muonico e tauonico sono associati tra di loro come lo sono i quark ''up'' e ''down''), la massa pesante dovrebbe avvicinarsi molto alla scala delle [[Teoria della grande unificazione|Grandi Teorie Unificate]] ('''GUT''').
 
Vi sono altre ipotesi circa l'origine della massa del neutrino come la [[supersimmetria]] che viola la [[parità R]] la quale stabilisce che le masse dei neutrini derivino dalle interazioni con [[squark]] e [[sleptoni]], piuttosto che con il campo di Higgs. Comunque queste interazioni sono solitamente escluse dalle teorie poiché derivano da una classe di interazioni che portano ad un inaccettabile rapido decadimento del protone (che ha una vita media di 1,6*10<sup>33</sup>), se sono tutti inclusi. Queste teorie non sono state ancora completate.
 
== Note ==
{{references}}
 
== Voci correlate ==
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