Il premio Nobel per la fisica 2015 è stato assegnato a Takaaki Kajita e ad Arthur McDonald per l’osservazione sperimentale delle oscillazioni del neutrino, dalle quali si deduce che il neutrino ha una massa.

I neutrini sono particelle con dimensioni più piccole di quelle di un atomo, simili agli elettroni ma privi di carica elettrica. Il loro nome si deve a Enrico Fermi, che nel 1934 li chiamò in questo modo per sottolineare che non avevano carica e avevano massa piccolissima. In effetti, c’era il dubbio che i neutrini avessero massa nulla. Esistono tre tipi di neutrini: i neutrini tau, muonici ed elettronici. Nel 1957 Bruno Pontecorvo ha ipotizzato che i neutrini potessero oscillare, o cambiare, da un tipo all’altro. La conferma sperimentale dell’oscillazione è stata data separatamente da Kajita e McDonald.

Kajita ha utilizzato l’osservatorio di neutrini Super-Kamiokande, una gigantesca struttura costruita in Giappone, capace di individuare i neutrini di tipo muonico. Il ricercatore ha dimostrato che i neutrini muonici che arrivavano dall’alto della struttura erano di più di quelli che arrivavano dal basso, perché questi avevano impiegato del tempo ad attraversare il pianeta e nel frattempo si erano trasformati in neutrini di altro tipo.

McDonald ha invece usato il Sudbury Neutrino Observatory, in Canada, per studiare i neutrini che arrivano dal Sole, che sono di tipo elettronico. In questo caso la macchina poteva contare sia i neutrini elettronici sia il totale dei neutrini. McDonald ha mostrato che i neutrini elettronici erano meno di quelli attesi, mentre la somma di tutti i neutrini era “giusta”. Quindi, c’era stata una oscillazione da un tipo all’altro.

La scoperta dell’oscillazione dei neutrini è importante perché richiede che i neutrini abbiano una massa, un aspetto non previsto dal modello standard, la teoria che spiega il comportamento delle particelle. I ricercatori pensano quindi che il modello standard non sia completo e continuano a indagare il mondo delle particelle. Inoltre, lo studio dei neutrini potrebbe aiutare a spiegare alcuni aspetti dell’universo, come la possibile esistenza della materia oscura.