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Tre fisici ipotizzano l'esistenza di una nuova particella subatomica, l'accelerone. Proposta una nuova ipotesi che collega la debole massa del neutrino all'accelerazione dell'espansione dell'universo
Due dei maggiori traguardi della fisica nell'ultimo decennio sono stati la determinazione della piccolissima massa del neutrino e la scoperta che l'espansione dell'universo sta accelerando. Ora tre fisici dell'Università di Washington hanno ipotizzato che le due scoperte siano collegate fra loro attraverso una delle caratteristiche più strane dell'universo, l'energia oscura. Questo collegamento potrebbe essere causato da una particella subatomica finora mai identificata, che i tre scienziati hanno battezzato "accelerone".
Nell'universo primordiale l'energia oscura era trascurabile, ma oggi costituisce circa il 70 per cento del cosmo. La comprensione del fenomeno potrebbe spiegare il meccanismo dell'espansione dell'universo e contribuire a determinare se questa espansione continuerà all'infinito. Secondo la nuova teoria, i neutrini sarebbero influenzati da una nuova forza che dipende dalle loro interazioni con gli acceleroni. L'energia oscura, spiega il fisico Ann Nelson, risulta dal fatto che l'universo tenta di fare a pezzi i neutrini, producendo una tensione simile a quella di un elastico allungato. Questa tensione alimenterebbe l'espansione dell'universo.
I neutrini sono particelle create in grandissima quantità nelle reazioni nucleari delle stelle. Essi fluiscono nell'universo attraversando la materia e praticamente senza interagire con nulla. A parte una massa minuscola, infatti, non hanno carica elettrica. Ma l'interazione fra gli acceleroni e il resto della materia sarebbe ancora più debole, ed è per questo motivo, secondo Nelson, che queste particelle non sono ancora state osservate dai rivelatori più sofisticati. Tuttavia, nella nuova teoria, gli acceleroni esibiscono una forza che può influenzare i neutrini e che potrebbe essere individuata dai diversi esperimenti già in corso in tutto il mondo.
"Esistono molti modelli dell'energia oscura - ha detto Nelson - ma vengono messi alla prova soltanto nell'ambito cosmologico, osservando oggetti molto distanti. Il nostro è l'unico modello che consente di compiere esperimenti sulla terra per trovare la forza che dà origine all'energia oscura. Ci basterà sfruttare gli esperimenti sui neutrini già esistenti".
La nuova teoria è stata presentata in un articolo (di Nelson, David Kaplan e Neal Weiner) di prossima pubblicazione sulla rivista "Physical Review Letters". Secondo gli autori, la massa di un neutrino dovrebbe cambiare a seconda dell'ambiente attraverso il quale sta passando, proprio come la luce cambia a seconda del mezzo che attraversa. Ma se i neutrini sono una componente dell'energia oscura, deve esistere una forza che riconcili le anomalie fra i vari esperimenti. L'esistenza di questa forza, dovuta sia ai neutrini sia agli acceleroni - spiega Nelson -, continuerà ad alimentare l'espansione dell'universo.
Due dei maggiori traguardi della fisica nell'ultimo decennio sono stati la determinazione della piccolissima massa del neutrino e la scoperta che l'espansione dell'universo sta accelerando. Ora tre fisici dell'Università di Washington hanno ipotizzato che le due scoperte siano collegate fra loro attraverso una delle caratteristiche più strane dell'universo, l'energia oscura. Questo collegamento potrebbe essere causato da una particella subatomica finora mai identificata, che i tre scienziati hanno battezzato "accelerone".
Nell'universo primordiale l'energia oscura era trascurabile, ma oggi costituisce circa il 70 per cento del cosmo. La comprensione del fenomeno potrebbe spiegare il meccanismo dell'espansione dell'universo e contribuire a determinare se questa espansione continuerà all'infinito. Secondo la nuova teoria, i neutrini sarebbero influenzati da una nuova forza che dipende dalle loro interazioni con gli acceleroni. L'energia oscura, spiega il fisico Ann Nelson, risulta dal fatto che l'universo tenta di fare a pezzi i neutrini, producendo una tensione simile a quella di un elastico allungato. Questa tensione alimenterebbe l'espansione dell'universo.
I neutrini sono particelle create in grandissima quantità nelle reazioni nucleari delle stelle. Essi fluiscono nell'universo attraversando la materia e praticamente senza interagire con nulla. A parte una massa minuscola, infatti, non hanno carica elettrica. Ma l'interazione fra gli acceleroni e il resto della materia sarebbe ancora più debole, ed è per questo motivo, secondo Nelson, che queste particelle non sono ancora state osservate dai rivelatori più sofisticati. Tuttavia, nella nuova teoria, gli acceleroni esibiscono una forza che può influenzare i neutrini e che potrebbe essere individuata dai diversi esperimenti già in corso in tutto il mondo.
"Esistono molti modelli dell'energia oscura - ha detto Nelson - ma vengono messi alla prova soltanto nell'ambito cosmologico, osservando oggetti molto distanti. Il nostro è l'unico modello che consente di compiere esperimenti sulla terra per trovare la forza che dà origine all'energia oscura. Ci basterà sfruttare gli esperimenti sui neutrini già esistenti".
La nuova teoria è stata presentata in un articolo (di Nelson, David Kaplan e Neal Weiner) di prossima pubblicazione sulla rivista "Physical Review Letters". Secondo gli autori, la massa di un neutrino dovrebbe cambiare a seconda dell'ambiente attraverso il quale sta passando, proprio come la luce cambia a seconda del mezzo che attraversa. Ma se i neutrini sono una componente dell'energia oscura, deve esistere una forza che riconcili le anomalie fra i vari esperimenti. L'esistenza di questa forza, dovuta sia ai neutrini sia agli acceleroni - spiega Nelson -, continuerà ad alimentare l'espansione dell'universo.