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0117. Se il neutrino ha massa interagisce con la forza gravitazionale. Quale sarebbe il risultato di questa interazione?

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Se il neutrino ha massa -come sembrano mostrare i più recenti esperimenti- interagisce con la forza gravitazionale. Quale sarebbe il risultato di questa interazione? (Ilario Dallara)


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La recente scoperta delle oscillazioni di neutrino ha mostrato che il neutrino, al pari delle altre particelle elementari (escludendo i mediatori icona_glossario delle interazioni!) ha una massa , seppure molto piccola. Per tale motivo è a tutti gli effetti soggetto all'interazione gravitazionale. Ricordiamo che la forza gravitazionale esercitata tra due oggetti (o nel nostro caso 'particelle') è uguale al prodotto dei valori delle loro masse diviso per il quadrato della loro distanza e moltiplicato per una costante associata all'intensità dell'interazione. Tuttavia, l'intensità della forza gravitazionale è di per sé estremamente più debole di quella delle altre interazioni. Prendendo a riferimento la forza nucleare forte (responsabile ad esempio dell'interazione dei protoni e neutroni all'interno dei nuclei) la forza elettromagnetica avrà un'intensità 1000 volte minore, la forza nucleare debole 100000 volte minore e quella gravitazionale ben 1038 volte minore!! (cioè rispetto alla interazione forte la forza di gravitazione è un centesimo di un miliardesimo di un miliardesimo di un miliardesimo di un miliardesimo!) Questo è il motivo per il quale nel cosiddetto Modello Standard icona_approfondimentodelle particelle elementari la gravità non è inserita, proprio perché il suo effetto a livello delle particelle elementari (tutte e non solo il neutrino!) è del tutto trascurabile. Inutile dire, che essendo la massa del neutrino almeno un miliardo di volte minore di quella del protone icona_approfondimento, la forza gravitazionale a cui è soggetto il neutrino è... assolutamente trascurabile....Giusto per dare un numero, ancorché non molto significativo, un neutrino pesa meno di: 10-33 grammi ( cioè un milione di volte minore di un miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo della massa del protone)! Tuttavia, tale piccolissima massa, e quindi la debolissima interazione con la materia, può comunque portare degli effetti, addirittura macroscopici, a livello cosmologico. Nel nostro Universo è presente un'elevata densità di neutrini: circa 300 neutrini per centimetro cubo, provenienti da molte sorgenti: neutrini relici dal Big Bang icona_fumetto, dal funzionamento delle stelle, dall'esplosione delle supernovae icona_glossario, ecc. È intuitivo capire che anche una piccola massa, moltiplicata per il gran numero dei neutrini presenti, può produrre degli effetti gravitazionali senz'altro apprezzabili. Questo discorso ne apre un altro molto affascinante: quello della Materia Oscura (ovvero non rivelabile mediante la luce o la radiazione elettromagnetica che emette) presente nel nostro Universo in quantità addirittura maggiore di quella ordinaria. Ebbene, il neutrino (massivo) potrebbe esserne uno dei costituenti. Il nostro web-nauta può approfondire questo aspetto nel percorso di ScienzaperTutti dedicato appunto alla materia oscura icona_approfondimento

Antonio Ereditato – Fisico



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