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Il neutrino è una particella, la cui natura è ancora misteriosa e che ha generato, e continua a generare, notevoli sorprese.

La sua storia risale agli anni ‘30, durante i quali vari fisici teorici elaborarono molte teorie (che portarono a molti futuri premi Nobel) nel campo della fisica nucleare e delle particelle subatomiche. Nel giro di pochi anni, Paul Dirac teorizzò l’esistenza delle antiparticelle, mentre Wolfgang Pauli postulò il neutrino. Battezzato con questo nome da Enrico Fermi per distinguerlo dal neutrone, la sua esistenza fu verificata sperimentalmente soltanto nel 1956 dai fisici Cowan and Reines.

Nel 1937 il fisico Ettore Majorana, mente raffinata nel gruppo di Enrico Fermi, avanzò l’ipotesi che neutrino e antineutrino potessero essere la stessa particella e questa, alla luce delle conoscenze sull’universo negli anni successivi, si sarebbe dimostrata una teoria di grande importanza per capire l’esistenza della materia osservata nel cosmo.

All’inizio i fisici conscevano poco sul neutrino: erano certi che avesse lo stesso spin dell’elettrone, ma, al contrario di quest’ultimo, lo han creduto per molti anni privo di massa.

Oggi i fisici sanno che è una particella con una debolissima interazione con la materia, poiché riesce ad attraversala per centinaia di migliaia di chilometri senza essere fermato. Migliaia di miliardi di neutrini, generati dalle reazioni termonucleari del Sole, attraversano la Terra senza essere fermati, motivo per cui è anche conosciuto come “particella fantasma”.

Recentemente però, i fisici hanno scoperto che il neutrino possiede una massa, seppur minuscola: circa 500 mila volte più piccola della massa dell’elettrone. Inoltre, così come quest’ultimo possiede particelle “parenti” quali il muone e il tauone, anche il neutrino possiede simili “parenti” che i fisici chiamano “sapori” (dall’inglese “flavours”), e che sono il neutrino muonico ed il neutrino tauonico.

Tuttavia, a differenza dell’elettrone che rimane nettamente distinto dal muone e dal tauone, il neutrino invece cambia la sua natura, attraverso un fenomeno detto “oscillazione”. Questo fenomeno permette ai tre “sapori” dei neutrini di trasformarsi “in volo” uno nell’altro. Diversi laboratori internazionali hanno studiato le oscillazioni dei neutrini, e indizi della sua esistenza apparvero nel 1998 al laboratorio sotterraneo Super-Kamikande in Giappone. Ma la prova incontrovertibile risale solamente al luglio 2013, quando l’esperimento “T2K” mostro’ la trasformazione di neutrini elettronici in neutrini muonici all’interno di un fascio di neutrini che attraversava il Giappone da costa a costa.

Recentemente, numerosi esperimenti in vari centri mondiali di fisica nucleare, quali il Fermilab di Chicago, il CERN di Ginevra, il Super-Kamiokande in Giappone, continuano a dare la caccia al neutrino per studiarne le sue proprietà. In contemporanea con l’esperimento GERDA, il LNGS, ospita l’esperimento “SOX”, per studiare l’oscuro fenomeno dell’oscillazione dei neutrini e scovare l’eventuale presenza di “neutrini sterili”.

Ma l’esperimento GERDA, insieme ad un altro simile progetto, MAJORANA, nel laboratorio sotterraneo di Sanford (Sandord Underground Research Facility) in US, guarda ad un particolare aspetto del neutrino, che lo renderebbe unico tra le particelle subatomiche.