“Patience, patience, patience dans l’azur! Chaque atome de silence est la chance d’un fruit mur!”(Paul Valèry).
Einstein scaccia Einstein. I neutrini sono forse più veloci della luce e più di quanto finora osservato e misurato dal Cern di Ginevra e dall’esperimento Cngs-Opera nel Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell’Infn. Oppure la montagna ha partorito il classico topolino tanto caro ai gossip dei media e dei social network? Il pilastro della Relatività di Einstein non è forse più in pericolo per un livello statistico 6-sigma? Esiste una possibilità su 506.707.346 che i dati di Opera siano sbagliati? Il Cern di Ginevra il 23 febbraio 2012 rassicura la comunità scientifica internazionale nel comunicare che gli scienziati della collaborazione Opera del Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell’Infn hanno informato i laboratori e le agenzie della Terra impegnate nel finanziamento del Progetto Opera-Cngs, di aver identificato due possibili “effetti” responsabili. Che potrebbero aver “influenzato” l’anomalia registrata dagli scienziati nel 2011 durante le misure sulla velocità dei neutrini artificiali sparati dal Cern al Gran Sasso attraverso la crosta terrestre, nel famoso tunnel “virtuale”! In particolare, due “effetti” potrebbero aver condizionato in maniera determinante la misura del tempo di volo dei neutrini. Esperimenti e ulteriori test sono in programma per verificare con impulsi più brevi di particelle questi due “fattori”. Se confermati non sarebbero qualificabili entrambi come “errori” ma le conseguenze sarebbero importantissime poiché il primo effetto potrebbe aver aumentato la dimensione dell’anomalia misurata, il secondo potrebbe averla diminuita. In entrambi i casi bisogna calcolare con estrema precisione di quanto. Il primo possibile effetto riguarda un oscillatore usato per sincronizzare l’esperimento con i dati provenienti dal GPS. Se confermato avrebbe condotto i ricercatori a sovrastimare il tempo di volo dei neutrini. Il secondo possibile effetto riguarda un connettore in fibra ottica che porta il segnale esterno del GPS al “master clock” dell’esperimento Opera. Connettore che forse potrebbe non aver funzionato correttamente durante le misure. Se questo venisse provato allora il tempo di volo dei neutrini ne risulterebbe sottostimato! E capite bene cosa significa. Così lavora la scienza (non la politica!) attraverso gli esperimenti. Le potenzialità di questi due effetti devono essere ben compresi dagli scienziati del Cern e del Gran Sasso. Nuove misure sono previste per il prossimo mese di maggio 2012. I due effetti potrebbero sostanzialmente aver influenzato i risultati riportati. Bisognerà capire per quale motivo non è stato valutato nel modo corretto il fattore sistematico connesso all’oscillatore usato dal sistema di acquisizione dell’esperimento per associare un tempo agli eventi rilevati tra due sincronizzazioni successive col sistema GPS. Sul secondo effetto, la connessione del sistema di acquisizione stesso alla fibra ottica che porta il segnale di sincronizzazione GPS, le conseguenze sarebbero anche più evidenti. Quindi, i due effetti possono modificare la misura del tempo di volo dei neutrini in senso opposto. Nel continuare le investigazioni in corso, la Collaborazione Opera intende realizzare un’ulteriore misura della velocità dei neutrini appena un nuovo test con il fascio di neutrini “pulsato” sarà possibile nel corso del 2012. Un esteso rapporto scientifico sui risultati delle ultime investigazioni sarà presto disponibile per i competenti comitati scientifici ed enti finanziatori. Secondo la professoressa Lucia Votano, direttore dei Laboratori del Gran Sasso, “il sospetto principale ricade in un malfunzionamento nella ricezione, all’interno del sistema di acquisizione dati di Opera, del segnale temporale generato dal GPS trasmesso tramite fibra ottica. Bisogna dare merito ad alcuni ricercatori dell’Infn di Opera di avere tenacemente seguito questo particolare indizio mediante verifiche che si sono concluse in questi giorni. La parola finale sul valore della velocità dei neutrini potrà essere messa tra poco, quando riprenderà l’invio del fascio di neutrini verso il Laboratorio del Gran Sasso, dove, oltre ad Opera, altri esperimenti si sono attrezzati per ripetere la misura. Tengo a precisare che il malfunzionamento sopra citato non si ripercuote in nessun modo sullo studio in modo diretto del fenomeno dell’oscillazione del neutrino, che rappresenta lo scopo scientifico principale dell’esperimento Opera”. E che Opera! Sessanta nanosecondi separano gli scienziati Infn dalla Rivoluzione scientifica del XXI Secolo. Sessanta nanosecondi dalla gloria del Cern di Ginevra e del Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell’Infn fondato nel 1979 dal professor Antonino Zichichi. Lo scorso settembre 2011 confesso di essermi rifugiato nel mio bunker anti-nucleare, staccando tv, computer, radio e I-pod, appresa dalla Reuters Science (giovedì 22 settembre 2011, fonte: arxiv.org) la notizia esplosiva, annunciata dal Cern Ginevra, del presunto superamento della velocità della luce da parte del flusso dei neutrini artificiali sparati sull’esperimento Opera sotto il Gran Sasso. Le informazioni avevano raggiunto frequenze talmente parossistiche, al di là di ogni immaginazione su Internet, da impedire qualsiasi riflessione e lettura obiettiva dell’evento. Che richiederà, nel caso positivo delle verifiche di cui sopra, anni di test ed elaborazioni matematiche eleganti. Lo sapevamo. Dal Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell’Infn, prima o poi, sarebbe nata la nuova Fisica del Neutrino. Ma, francamente, tutto potevamo immaginare fuorché la fine (da molti preconizzata e subito data per certa) della velocità assoluta della luce, una delle colonne portanti della Relatività, del Big Bang, del Modello Standard, delle stringe cosmiche ancestrali, della materia e dell’energia oscure, di ciò che osserviamo con i telescopi spaziali, di ciò che osserveremo e di chi più ne ha più ne metta. La cultura sarà in grado assorbire il colpo? Che cosa è stata infranta davvero? La barriera della luce o la nostra stessa percezione della struttura dell’Universo e quindi dello spazio-tempo in cui viviamo? I risultati di Opera non convincono la comunità scientifica internazionale. Non tutti hanno firmato al Cern. È normale, non è un giallo. “Technological progress comes from doing things differently in an unpredictable way. Such progress has proven itself to be both speedy and inceasing”(Stanton T. Friedman). Le oltre 15mila osservazioni-evento misurate al Gran Sasso avrebbero dovuto affrontare le “forche caudine” dei canali ufficiali, secondo i canoni normali della Scienza e non secondo le esigenze dei media internazionali e dei social network. La conferenza stampa al Cern, poi, non convinse più di tanto. Dire che i neutrini viaggiano alla velocità di venti parti per milione superiore a quella della luce, insomma che arrivano prima dei fotoni, è certamente elettrizzante perché, oltre a far pensare ai motori di curvatura di Star Trek, giunge dal famoso “totalmente inatteso”. Il proverbiale “vaso di Pandora” da cui possono scaturire inaspettatamente, nel bene e nel male, le più incredibili scoperte dell’umanità. Ma, date le conseguenze che personalmente reputo assolutamente rilevanti sotto il profilo scientifico e filosofico, i nostri scienziati del Progetto CNGS avrebbero dovuto seguire i normali protocolli scientifici ufficiali per la conferma preventiva (non a posteriori) della presunta scoperta. Mi rendo perfettamente conto delle dinamiche psico-sociali nella quali siamo immersi e delle richieste (pressioni dei media, dei politici, dei finanziatori) a volte impossibili, a un mondo delle Scienza che forse, alcuni pensano, è in grado di risolvere la crisi economico-finanziaria mondiale, restituendo dignità all’immagine di un’Italia declassata in serie B dalle principali agenzie di rating, di un Belpaese fortemente compromesso dalla sua classe politica senza più speranza! Senza parlare della fortissima concorrenza scientifica internazionale. Ma ormai bisogna lavorare tutti insieme per il progresso dell’umanità nella ricerca della verità, procedendo di verifica in verifica, da un esperimento all’altro, senza accelerazioni dagli incerti “effetti” probabilmente assai poco rassicuranti come la notizia trasmessa all’universo mondo. Non abbiamo ancora una matematica talmente evoluta da capire l’entità del fenomeno effettivamente osservato? La decisione del team Opera di by-passare i canali della pubblicazione scientifica stupisce e meraviglia quanto la presunta scoperta stessa (arxiv.org). Alla sorpresa si aggiunge ora il dubbio, più che fondato, di quanti credono sia stata venduta la pelle dell’orso prima del tempo. Per quale motivo? È vero. Gli scienziati parlano di “anomalia” nei dati di Opera, di “risultati apparentemente incredibili”. Però poi tengono a precisare che gli errori di misura sono marginali. È buona prassi scientifica, quale atto di suprema umiltà intellettuale, al di sopra di ogni ragionevole dubbio, spiegare alle persone che le famose misure indipendenti non sono immediatamente e facilmente realizzabili. Perché si dovrà riprodurre alla lettera l’esperimento CNGS con i suoi 730 Km di tunnel neutrinico, la sua montagna stile Gran Sasso con il suo laboratorio, il cannone protonico del Cern alla giusta energia, di 10 alla 17ma potenza di gigaelettronvolt. Dove e come? Pena il fallimento a favore di una spiegazione più mondana del fenomeno effettivamente osservato: neutrini tachionici. Una scoperta da Premio Nobel italiano. Insomma oggi l’esperimento Cern Neutrino to Gran Sasso è più simile a se stesso che all’immagine sfocata di un’approssimazione statistica e sistematica. Ricordiamo che il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso è unico al mondo. Il team Opera ha certamente invitato la comunità scientifica internazionale ad effettuare tutte verifiche del caso, a cominciare dalle misure di alta precisione della distanza tra il Laboratorio del Gran Sasso e il cannone ginevrino che ha sparato i neutrini muonici dal Cern e del preciso istante di partenza del flusso di particelle subnucleari. Sembra facile ma non lo è affatto. Perché la reale posizione di Opera è frutto di una delicatissima triangolazione GPS. Qui l’errore deve essere necessariamente infinitesimale altrimenti la corretta valutazione del tempo di volo-record dei neutrini, seppur tarato sulle misure effettuate da sofisticati orologi atomici svizzeri, “salta” totalmente. Ora, la distanza tra il cannone neutrinico e Opera, è stata misurata con un errore spaziale di 20 centimetri sui 730 Km di percorso e con un errore temporale di soli 10 nanosecondi. Sebbene nessuno metta in discussione le misure estremamente precise di Opera, il “castello” si regge sulla sottile gamba dell’errore spazio-temporale. È sull’errore sistematico che ci si gioca la scoperta in grado di sconvolgere tutta la nostra vision della realtà. Anche qui vale l’insegnamento degli antichi saggi, indipendentemente dalla propria fede religiosa. La Scienza al servizio dell’Uomo è l’unica via praticabile come insegna il Beato Giovanni Paolo II. Non vediamo alternative. Pena il ritorno agli spettri delle torri d’avorio e della caccia alle streghe del passato. I commenti piovono sul web. Le conoscenze scientifiche, una volta verificate come effettivamente vere, vanno condivise con tutti senza più segreti. Il grande successo dell’esperimento Opera (2010) sull’oscillazione del neutrino, è sotto gli occhi di tutti. Le reazioni del mondo scientifico non si sono fatte attendere quando il 22 settembre 2011 quasi tutti davano per certa “la data storica non soltanto per la Fisica”. Sul Guardian, Subir Sakar, docente di fisica delle particelle all’Università di Oxford, ammetteva che questi dati avrebbero scombinato la relazione di causalità:“L’assunto che la causa non possa arrivare dopo l’effetto è assolutamente fondamentale per la nostra concezione dell’Universo: se salta siamo veramente nei guai”. I risultati dell’esperimento Opera non sembrano essere coerenti neppure con quello che si sapeva dei neutrini. Che, come sappiamo, oscillano perché sono dotati di una piccolissima massa a differenza dei fotoni privi di massa. Opera oggi ci dice che i neutrini possono precedere la luce? Non quella generata dalla famosa esplosione della supernova 1987A. All’epoca quei neutrini naturali raggiunsero i rilevatori sulla Terra solo tre ore prima che fosse possibile osservare i fotoni dell’evento prodotti dal lampo stellare decine di migliaia di anni fa. Si sa che i neutrini non interagiscono facilmente con la materia, anzi superano indisturbati i detriti e le polveri interstellari. Ci attraversano indisturbati da tutte le direzioni. Quelli emessi dal nucleo della stella morente, anche ore prima dell’evento di supernova 1987A, avrebbero dovuto raggiungere il nostro pianeta con largo anticipo sui fotoni. Così non è stato. Ben Still, ricercatore in fisica delle particelle all’esperimento T2K in Giappone, ha calcolato che, data la grande distanza tra la Terra e la supernova 1987A, se effettivamente i neutrini prodotti dall’esplosione avessero viaggiato alla velocità registrata dall’esperimento del Cern, avrebbero dovuto precedere i fotoni corrispondenti di 4,14 anni e non semplicemente di qualche ora. Qualcuno potrebbe obiettare che stiamo parlando di neutrini prodotti artificialmente dall’uomo al Cern di Ginevra in regimi energetici totalmente differenti: i neutrini della supernova 1987A erano molto più deboli, dotati di energie dell’ordine dei 10 MegaElettronvolt; i neutrini creati al Cern raggiungono i 10 alla 17ma potenza di GigaElettronvolt. Non si tratta, quindi, di semplici neutrini naturali stellari. Nella fisica quantistica però non si scherza. L’osservatore modifica l’evento osservato e i tachioni si comportano in modo molto strano. Possono, infatti, accelerare a più basse energie. Le inesattezze nelle rilevazioni italiane potrebbero, quindi, essere di tre tipi: nella misura del tempo di volo dei neutrini; della distanza tra i due laboratori e nella determinazione del momento esatto in cui il flusso delle particelle-madri e dei neutrini superstiti, è stato creato. Il tempo di volo dei neutrini è il fattore misurato con più sicurezza dagli orologi atomici usati dagli scienziati, che possono misurare il tempo con un errore di un secondo su 30 milioni di anni. Per sicurezza il team CNGS si è avvalso della collaborazione di due diverse équipe di metrologi, uno tedesco ed uno svizzero. C’è poi la misura della distanza. Questa potrebbe creare grossi problemi al team Opera-Cngs. Il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso dell’Infn si trova 1.400 metri sotto il Monte Aquila, tra le province di Teramo e L’Aquila in Abruzzo. La sua posizione può essere calcolata solo in via indiretta, tramite una triangolazione di segnali Gps. Ora, secondo i ricercatori la distanza percorsa dai neutrini da Ginevra all’Appennino potrebbe allontanarsi da quella stimata (730.534,61 metri) di al massimo 20 centimetri. “Il momento esatto della creazione del fascio di neutrini è invece forse la cosa più difficile da misurare – ha detto Rob Plunkett del Fermilab di Batavia sul New Scientist – perché non ci sono rilevatori di neutrini in uscita nei laboratori del Cern di Ginevra. L’unico modo di calcolare questo istante è quello di estrapolarlo dai dati relativi ai fasci di protoni che producono i neutrini in Svizzera e dalla distribuzione dei dati raccolti al loro arrivo al Gran Sasso”. Il fisico Jon Butterworth, docente all’University College of London in un articolo sul Guardian ammette “di aver pensato, alla lettura della notizia, che l’esperimento dovesse contenere un errore”. Ma aggiunge che “sarebbe ingiusto fare con leggerezza dichiarazioni così dure sul lavoro di anni di un nutrito team di professionisti, senza perlomeno leggere attentamente lo studio e aspettare ulteriori conferme o smentite da altri gruppi di ricerca”. Altri scienziati hanno rilasciato dichiarazioni sicuramente più pessimistiche. “L’esperimento potrebbe essere corretto e il risultato possibile, ma diciamo che è più probabile che ci sia qualche errore che è sfuggito ai ricercatori” – ha detto Jim Al-Khalili, docente alla University of Surrey sul Guardian. “Ma per farvi capire come la penso su tutta questa storia – ha aggiunto lo scienziato – la metterò così: se dovesse venir fuori che i dati del Cern sono corretti e che effettivamente i neutrini possono superare la velocità della luce, giuro di mangiare i miei boxer in diretta tv”. Il pilastro della Relatività di Einstein è forse in pericolo? C’è una possibilità su 506.707.346 che i dati di Opera siano sbagliati. Insomma, 60 nanosecondi ci separano alla Rivoluzione scientifica del XXI Secolo? I neutrini, infatti, tanto avrebbero impiegato per raggiungere l’esperimento Opera sotto il Gran Sasso, battendo i fotoni con un alto livello di affidabilità statistica, dichiarata dal team CNGSs in 6-sigma. Il livello che indica la quasi totale certezza del risultato. Più è alto il numero sigma, più vicini siamo alla verità. Già con un livello 5-sigma, equivalente a una possibilità su 1.744.278 che il risultato dell’esperimento sia sbagliato, raggiunto altre volte al Gran Sasso, si può annunciare una scoperta scientifica. Ora il livello 6-sigma è una possibilità ancora più convincente, più elevata, pari appunto a una negativa su 506.797.346 positive che si possa stappare lo Champagne. Chi vorrà farlo davvero? La prudenza è d’obbligo prima di mettere definitivamente in soffitta Albert Einstein che ha ancora molte carte da giocare con la sua Relatività (per i viaggi interstellari luminari). D’altra parte risultati così eccezionali richiedono prove altrettanto eccezionali e l’evidenza del fantastico richiede verifiche altrettanto fantastiche, parafrasando Carl Sagan. Forse, la Relatività ne uscirà più rafforzata di quanto finora pensato. Nel frattempo, in tutto il mondo, i fisici chiedono di replicare l’esperimento con una montagna come il Gran Sasso d’Italia, un tunnel di particelle, un cannone neutrinico come quello del Cern di Ginevra e un laboratorio sotterraneo simile al nostro. Con i nostri cervelli, perché il Premio Nobel stavolta sarebbe tutto italiano. Allora, si è fatto tanto rumore e confusione per nulla? Se si considera la quantità di energia in gioco nell’infinitamente piccolo, l’immagine è pienamente giustificata. La scienza, tuttavia, non è come la politica italiana. Einstein scaccia Einstein. Le più grandi scoperte giungono dal totalmente inatteso! E siamo appena all’inizio di questa straordinaria avventura. Adesso attaccheranno gli scienziati: è sicuro come il principio del rasoio di Occam! Se sbagliano i politicanti italiani senza frutti (opere pubbliche, centrali nucleari e milioni di posti di lavoro) li fanno presidenti! Eppure, anche il topolino, con le sue poche decine di grammi di materia, nel caso di annichilazione con altrettanta antimateria, sprigionerebbe un’energia talmente potente e brillante da far impallidire d’invidia i poveri scettici sopravvissuti. Dunque, anche il topolino è una delle meraviglie della Natura e se fosse partorito da una montagna come il nostro magnifico Gran Sasso, dovremmo sinceramente gridare al più straordinario fra tutti i miracoli. Questo a causa dei neutrini grazie ai quali esistiamo, grazie ai quali prende slancio l’evoluzione nucleare qui e ovunque nel Multiverso. Perché bastano poche migliaia di anni per ricominciare tutto daccapo, per produrre un centinaio di elementi chimici, i pianeti e l’Uomo. È quello che fanno le stelle, grazie a Dio.
© Nicola Facciolini
Lascia un commento