f116
| 16 |
|---|
Il mistero del deficit dei neutrini solari.
...Nella Relatività Generale classica si assume implicitamente che l'universo sia composto da un unico foglio. Alcuni affermano che non c'è nulla che indichi la necessità di considerare una configurazione diversa.
Anche se...
Le reazioni di fusione che avvengono nel cuore del Sole producono energia sotto forma:
- di fotoni - di neutrini.
...I neutrini interagiscono molto debolmente con la materia, quindi lasciano il Sole senza ostacoli. L'energia sotto forma di fotoni si muove lentamente verso la superficie del Sole, la cromosfera, attraverso successive assorbimenti e riemissioni, grazie alla convezione presente nell'astro. Quando questa energia raggiunge la cromosfera viene emessa sotto forma di fotoni.
...Sulla Terra captiamo quindi, con un ritardo, fotoni e neutrini. Fino a una data abbastanza recente non si sapeva misurare questo flusso di neutrini, anche se ogni centimetro cubo del nostro corpo viene attraversato ogni secondo, a meno di errore, da dieci miliardi di neutrini.
...La misurazione di questo flusso ha rivelato un fatto preoccupante. Riusciamo a captare solo circa la metà dei neutrini attesi. È il deficit di neutrini solari. Sarà assolutamente necessario trovare un giorno una spiegazione a questo fenomeno, altrimenti tutta la nostra conoscenza sulla dinamica del Sole (e delle stelle) crollerà.
...Nel mio ultimo libro, uscito per le Edizioni Albin Michel, intitolato "Abbiamo perso metà dell'universo", nella prima parte avevo scritto che avevamo una comprensione teorica del funzionamento delle stelle considerata soddisfacente. Ma poiché le cose cambiano, nel libro successivo dovrò includere un capitolo intitolato:
Abbiamo perso metà dei neutrini solari.
...Alcuni fisici teorici sono sconvolti, altri entusiasti. In effetti ecco il primo fenomeno che mette realmente in crisi la meccanica quantistica. Sarà necessario ripensarci.
Un universo, o due?
Quali sono le idee speculative in corso?
Due prime riferimenti:
R. Foot e R.R. Volkas, Phys. Rev. D, Vol. 52, n°11, 1° dicembre 1995
Z.G. Berezhiani e R.N. Mohapatra, Phys. Rev., Vol. 52, n°11, 1° dicembre 1995.
...Foot e Volkas pensano che l'universo sia composto da due "settori", il nostro e un "settore speculare", speculare, enantiomorfo, cioè "P-simmetrico". L'energia prodotta dalla fusione coinvolgerebbe quindi sia neutrini "classici" che "neutrini speculari", neutrini appartenenti al secondo "settore" (neutrini dei tre tipi: elettronico, muonico e tauonico, e ovviamente le loro antiparticelle). Settore, foglio, strato: parole sinonime.
...Il nostro universo non è simmetrico. È sede di ciò che si chiama violazione del principio di parità. Le reazioni "destra" non avvengono allo stesso ritmo delle loro immagini riflesse. Riferimento classico:
T.D. Lee e C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot e Volkas "simmetrizzano" l'universo ipotizzando che possieda un gemello, l'universo speculare, in cui questa violazione del principio di parità avviene nel senso inverso. Nel frattempo abbiamo costruito un modello in cui i neutrini avrebbero dei "piccoli fratelli", CPT-simmetrici, utilizzando la teoria dei gruppi.
...Vedi: "J.P. Petit & P. Midy: Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space." 3: Twin group. [Sul sito: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.
...Esiste un altro problema che induce a considerare due universi invece di uno solo, ed è l'assenza di antimateria primordiale nel nostro universo. Normalmente, nello stato più primitivo l'universo era composto, per riprendere la parola di Steven Weinberg, da "tutti i tipi di radiazioni". I fotoni generavano coppie particella-antiparticella, che si affrettavano a annichilirsi poco più in là (ad esempio elettroni e antielettroni, dotati di cariche elettriche opposte, si attraggono). L'universo primitivo (il caos dei Ebrei) era quindi un miscuglio molto turbolento, in cui la radiazione si trasformava incessantemente in materia-antimateria e viceversa. Poi l'espansione dell'universo abbassava l'energia dei fotoni, che non erano più in grado di generare queste coppie di nemici fratelli. L'universo si svuotava quindi a un ritmo forsennato. Dopo tredici secondi, tutto era deciso. Domanda: perché siamo qui? Perché questa annichilazione non è stata completa? Risposta: nessuna risposta.
...Da qui alcuni articoli di Andrej Sakharov, che fu il primo a suggerire che due universi potessero essere nati contemporaneamente, invece di uno solo.
A. Sakharov: "CP violation and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); Traduzione JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied Mathematics, Mosca 1970
A. Sakharov: "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion". ZhETF 79: 689-693 (1980); traduzione in Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry" in "Problems in theoretical physics", dedicato alla memoria di I.E. Tamm, Nauka, Mosca 1972, pp. 243-247
Dettaglio: In questi due universi, le frecce del tempo sono opposte. In alcune delle sue pubblicazioni, Andrej Sakharov accennò al fatto che questi "universi gemelli" potrebbero essere anche enantiomorfi, speculari.
Altra prospettiva: le superstringhe. Si tratta di proposte formulate da Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) e dal premio Nobel Abdus Salam (Direttore del Centro di Fisica Teorica di Trieste, professore all'Imperial College di Londra).
Punto di partenza: i gruppi e il modello E8 x E8. Riferimento: "Superstrings, a theory of everything?". PC.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz:
La seconda simmetria E8 si riferisce a un'altra specie di materia, spesso chiamata materia ombra (shadow matter). Gli oggetti formati da questo costituente sarebbero totalmente invisibili per noi.
Michael Green:
Una delle previsioni che emerge da queste teorie riguarda un nuovo tipo di materia che non saremmo in grado di osservare direttamente, ma che interagirebbe con la nostra attraverso la forza di gravità, anche se queste particelle di materia ombra potrebbero interagire tra loro tramite le altre forze.
Abdus Salam:
Dal modello delle superstringhe emerge un tipo di universo che sarebbe un doppio del nostro, ma che non potrebbe comunicare con il nostro che attraverso la forza di gravità. Ciò che è interessante è che questo universo determinerebbe il modo in cui la supersimmetria sarebbe rotta nel nostro universo e potrebbe fornire qualche luce sulle particolari valutazioni delle masse delle diverse particelle.
Ma per il momento non va oltre. Nemmeno le superstringhe, del resto.
...Tuttavia, come rappresentare due universi strettamente intrecciati l'uno nell'altro e che comunicano solo attraverso la gravità? Possiamo immaginare due coppie di giocatori dotati di occhiali filtranti, che quindi sarebbero incapaci di vedere le pedine dell'altra squadra. Tuttavia ciascuna potrebbe intuire la presenza di una pedina avversaria vicina su una "scacchiera flessibile":
...La pedina di materia (giocata sulle caselle nere) non vede la regina appartenente alla "partita fantasma", ma ne rileva la presenza per la curvatura che crea sulla scacchiera (gravità). Vedi di seguito:
../../../bons_commande/bon_global.htm