Hyper-Kamiokande, upgrade di Super- Kamiokande, è in fase di sviluppo: il suo obiettivo è quello di andare oltre la scoperta dell’oscillazione del neutrino. L’Università di Tokyo e i ricercatori di tutto il mondo sono pronti ad andare a vedere cosa c’è oltre la barriera delle conoscenze attuali.

 

Il Super-Kamiokande è costituito da 1000 tubi fotomoltiplicatori installati intorno alla parete di un serbatoio colmo di 3.000 tonnellate di acqua purificata. Tutto questo si trova in un laboratorio dove precedentemente era situata una miniera di zinco, la prefettura di cui fa parte è quella di Gifu, nel Giappone centrale.

Il 23 febbraio 1987 alle ore 07:35 GMT, Kamiokande aveva rilevato 11 neutrini provenienti da una supernova rilevata nella Grande Nube di Magellano (SN1987A). Masatoshi Koshiba, ora professore emerito dell’Università di Tokio, nel 2002 proprio grazie a questo progetto ha ricevuto il premio Nobel.

La registrazione dei neutrini avvenuta durante l’esplosione della Supernova ha confermato le previsioni teoriche. Deflagrazioni di questa potenza si verificano nelle stelle che hanno una massa tra le 8 e le dieci volte superiore a quella del sole. Il grande merito di Koshiba, nella riuscita dell’esperimento, è stato quello di aver modificato le caratteristiche per ridurre il rumore di fondo dei neutrini a circa un millesimo di quello originale. Alcuni mesi dopo la cattura dei neutrini solari, sono stati rilevati neutrini provenienti dalla Grande Nube di Magellano.

Il Kamiokande si è concentrato anche su un altro tipo di neutrino che proviene dall’interazione tra i raggi cosmici con l’atmsofera: i neutrini atmosferici. Questi neutrini, elettronici e muonici, erano considerati come parte dello studio per la decadenza del protone: intorno alla fine degli anni 80 il gruppo di ricerca aveva trovato delle disparità tra le teorie e le osservazioni e tutto questo aveva portato a scoprire l’oscillazione dei neutrini.

I neutrini e i tre tipi di oscillazioni

Ad oggi in natura si conoscono tre tipologie di neutrino: elettronico, muonico e tauonico, moltissimi sono gli esperimenti che stanno lavorando su questa tipologia di particelle.

I neutrini, secondo i primi approcci teorici, furono immaginati senza alcuna massa. La scoperta dell’esistenza dei tre tipi di neutrino, nel 1998, cambiò il panorama teorico intorno alle particelle. Data la loro oscillazione si evinse che le particelle avevano una massa e i due scienziati Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald, furono insigniti del premio Nobel per la Fisica 2015 grazie a questa scoperta.

Parlando delle novità di Hyper-Kamiokande, il nuovo strumento sarà 25 volte più grande del suo predecessore: l’obiettivo di questo gigante della fisica sarà indagare intorno alle rotture di simmetria tra materia e antimateria, i progetti di questo tipo si stanno coordinando anche in Europa e Stati Uniti, proprio come alcune settimane fa vi avevamo parlato degli esperimenti in costruzione in corso al FermiLab negli USA.
Dopo esserci occupati per settimane di Astro-H, siamo tornati in Giappone, un po’ perchè eravamo rimasti delusi dalla vicenda del satellite Hitomi, ma anche perchè nei prossimi anni Hyper-Kamiokande farà parlare di sè e delle sue scoperte che, secondo gli scienziati curatori del progetto, riusciranno a cambiare gli orizzonti della fisica.

Gianluigi Marsibilio