I neutrini non sono tutti uguali
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Nella prima metà del secolo sono molte le scoperte anche in altri settori della fisica: in particolare la fisica dei raggi cosmici mostra che oltre alle particelle che costituiscono la materia che ci circonda ce ne sono molte altre che però decadono rapidamente. Il mondo delle particelle elementari si popola rapidamente e la teoria prevede che alcune di esse decadano producendo anche neutrini. Ancora una volta è Pontecorvo il primo ad intuire che i neutrini non siano tutti uguali ed infatti nel 1962 si effettuò il primo esperimento che lo dimostra: oltre al neutrino elettronico esiste anche il neutrino muonico, prodotto per esempio dal decadimento del muone nei raggi cosmici. Successivamente si dimostrerà che i sapori di neutrino sono tre (elettronico , muonico e tauonico) come tre sono i leptoni ad essi associati.
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Col volo di Hess nel 1911 gli scienziati hanno la conferma che la terra è costantemente bombardata da una radiazione che "arriva dall'alto", a cui si dà il nome di raggi cosmci.
Ha così inizio una delle avventure più affascinanti della fisica del '900 che porterà alla nascita della fisica delle particelle e delle alte energie. Una sintesi completa della fisica dei raggi cosmici la si può trovare nell'omonima sezione di skylab. Qui riporteremo solo quei risultati che interessano in modo specifico la fisica dei neutrini.
Con la conosecnza sempre più completa delle reazioni indotte dai raggi cosmici con l'atmosfera si comprende così che oltre ai reattori nucleari anche l'atmosfera è una costante sorgente naturale di neutrini.
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In cosa dovrebbero differire il neutrino muonico ed il neutrino elettronico se sono entrambe particelle a massa nulla e carica nulla? Nel modo in cui esse interagiscono con la materia: i neutrini muonici interagendo con la materia dovrebbero produrre muoni mentre i neutrini elettronici dovrebbero produrre elettroni. Questo diverso comportamento è stato infatti osservato per la prima volta nel 1962 con un esperimento appositamente allestito nell'acceleratore di Brookhaven negli stati Uniti.
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