Scienza: stabiliti nuovi limiti per il decadimento del germanio

I neutrini sono le particelle piu’ elusive che conosciamo, la loro interazione con la materia e’ infatti estremamente rara. Essi hanno proprieta’ piuttosto insolite e alcuni modelli teorici prevedono che possano essere identiche alle loro antiparticelle. Finora questa proprieta’, ipotizzata dal fisico italiano Ettore Majorana, non e’ mai stata verificata sperimentalmente. Ora gli scienziati della collaborazione Gerda (GERmanium Detector Array), lavorando presso i Laboratori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Infn del Gran Sasso, hanno ottenuto un nuovo importante limite per il cosiddetto decadimento doppio beta senza neutrini nell’isotopo 76 del Germanio (76Ge). Se questo decadimento venisse confermato, cio’ implicherebbe che neutrino e antineutrino sono la stessa particella. Gerda e’ una collaborazione europea con scienziati provenienti da 19 istituti di ricerca e Universita’ attivi in Italia, Germania, Russia, Svizzera, Polonia, e Belgio. Nei decadimenti beta ”tradizionali”, un neutrone all’interno di un nucleo decade in un protone emettendo un elettrone e un antineutrino. Per alcuni nuclei, come il 76Ge, il normale decadimento beta e’ energeticamente proibito, ma e’ possibile invece la conversione simultanea di due neutroni in due protoni con l’emissione di due elettroni e due antineutrini. Questo tipo di decadimento e’ stato recentemente misurato in Gerda con una precisione senza precedenti, con un tempo di dimezzamento di 2×1021 anni, circa 100 miliardi di volte l’eta’ dell’Universo. Se i neutrini fossero ”particelle di Majorana”, il decadimento doppio beta senza neutrini dovrebbe verificarsi con una frequenza ancora piu’ bassa. In questo caso, l’antineutrino da un primo decadimento beta verrebbe assorbito come neutrino dal neutrone del secondo decadimento beta, evento possibile solo se neutrino e antineutrino sono la stessa particella. L’Italia, attraverso l’Infn ha dato all’esperimento Gerda un contributo fondamentale per ottenere questo successo. Ha partecipato alla sua costruzione, alla rilevazione dati e alla successiva analisi. Ha infine ospitato l’esperimento nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, che offre ai ricercatori numerose facilities tecnologiche e sperimentali.