“Si ipotizza da tempo che l’evidente supremazia della materia sull’antimateria nell’Universo sia stata prodotta nei primissimi istanti di vita dell’Universo dopo il Big Bang”, così ha parlato Antonio Ereditato, studioso dell’Università di Berna e membro della collaborazione T2K. La loro relazione, presentata insieme ad un team internazionale di fisici, va proprio in questa direzione suggerita da anni di teorie, ma c’è anche di più.

Bisogna certamente capire che, in generale, la probabilità di interazione di un antineutrino è minore.
Dal punto di vista storico tutto ci è stato riassunto dal professor Ereditato: “Il meccanismo dell’oscillazione dei neutrini, ossia la trasformazione di un neutrino di un dato tipo, ad esempio muonico, in un altro tipo, diciamo elettronico, durante la sua propagazione fu originariamente ipotizzata da Bruno Pontecorvo – ha poi continuato il ricercatore- Dopo una serie di esperimenti il processo fu osservato in maniera definitiva e statisticamente corrispondente alla definizione che i fisici danno di scoperta (meno di una parte su milione di margine di errore) dalla collaborazione Super-Kamiokande nel 1998. Questo risultato fondamentale portò al premio Nobel di Kajita e McDonald nel 2015”.

La materia che osserviamo nell’universo è solo il 5% circa del bilancio totale che include Materia e Energia oscure. Capire il perchè la materia ordinaria abbia avuto una sorta di predominio dal Big Bang in poi rispetto all’antimateria, è il compito dell’esperimento T2K, condotto da una collaborazione internazionale in Giappone, di cui fa parte anche un gruppo dell’Università di Berna, che vede tra gli altri scienziati, Ciro Pistillo e Antonio Ereditato dell’Albert Einstein Center for Fundamental Physics, proprio del centro di studi svizzero.
La nuova indicazione venuta da T2K sembra indicare il ruolo chiave dei neutrini/anti-neutrini che, comportandosi diversamente in base ai loro meccanismi di oscillazione, avrebbero permesso una vittoria cosmica della materia ordinaria.

Il gruppo di lavoro di T2K ha trovato che la simmetria – CP-simmetry- sarebbe violata. Il condizionale è d’obbligo, visto che la significanza statistica del risultato è “solo” del 95%, ben lontano dal 99.9999% richieso dai fisici per parlare di scoperta! Come sta lavorando la collaborazione in questi anni l’abbiamo chiesto al Dr. Pistillo che ci ha spiegato: “T2K può raccogliere dati in due modalità, ovvero con un fascio composto principalmente da neutrini muonici oppure da antineutrini muonici. Fino ad oggi l’esperimento ha lavorato con entrambe le modalità, ma non nella stessa proporzione”.

Per capire tutta la situazione va spiegato e capito come tutte le teorie e gli esperimenti si collocano all’interno del modello standard della fisica. Pistillo ci ha introdotto a questo tema: “Il Modello Standard delle particelle elementari prevede l’esistenza di tre famiglie di leptoni (elettrone+neutrino elettronico, muone+neutrino muonico, tau+neutrino tauonico) e le rispettive antiparticelle. Dalle ricerche sui neutrini è già emersa una prima osservazione che va oltre il modello: il fenomeno delle oscillazioni chiaramente dimostrato anche da T2K implica che i neutrini abbiano massa non nulla, cosi’ come invece ipotizzato nell’ambito del Modello Standard”.

L’origine del conflitto materia-antimateria lo possiamo trovare all’inizio dell’universo: un lievissimo eccesso di materia rispetto all’antimateria generò, dopo l’immane annichilazione tra tutte le particelle di materia e tutte quelle di antimateria, l’intera materia che compone oggi l’Universo” ha spiegato Ereditato. In questo contesto entra la già citata simmetria CP che è, come ci è stato chiarito: “Un processo capace di creare un’asimmetria tra particelle e antiparticelle. Avevamo già una consolidata conoscenza della violazione di CP che avviene tra quark e antiquark, ma essa non è quantitativamente sufficiente a spiegare la supremazia attuale della materia. Il possibile contributo dei neutrini e degli antineutrini, con la loro propria violazione di CP, potrebbe chiudere il cerchio e portare sostanzialmente all’osservata asimmetria tra materia e antimateria, mediante una serie di reazioni che coinvolge i neutrini dall’alba dei tempi”.
In tutto questo discorso c’è solamente un 5% di probabilità che la simmetria CP sia conservata e tutto quello che è stato osservato da T2K sia frutto di semplici fluttuazioni statistiche.
In questo cocktail universale ci troviamo solamente all’aperitivo, infatti nel 2025 dovrebbe partire l’esperimento DUNE in USA, progettato appositamente per indagare sulla violazione CP.

Gianluigi Marsibilio