Scienziati americani rilevano l’esistenza di altre dimensioni

Le collisioni di neutrini ad alta energia con altre particelle, confermano uno dei principi della teoria degli scienziati nordamericani delle superstringhe, hanno rilevato i primi segni dell’esistenza di altre dimensioni oltre le tre note.

Utilizzando i dati dal telescopio Amanda, situato nel Polo Sud, hanno osservato una collisione di dozzina di neutrini ad alta energia con altre particelle elementari, ottenendo così la testimonianza di dimensioni extra suggerite dalla teoria delle superstringhe.

Analizzando i dati del telescopio Amanda situato in Antartide, si sono osservate le collisioni di neutrini con un’energia 10.000 volte superiore a quella dei neutrini emessi dal nostro sole ad altre particelle elementari , ottenendo così le prove dell’esistenza di altre dimensioni. I neutrini sono particelle elementari di massa trascurabile che si formano da reazioni nucleari.

Mentre il Sole e gli altri fenomeni cosmici producono neutrini a bassa energia, i neutrini ad alta energia vengono prodotti da cataclismi cosmici remoti ed estremamente violenti, come i buchi neri, le supernove e il Big Bang.

Una volta formata da cataclismi cosmici i neutrini ad alta energia si muovono a una velocità vicina a quella della luce e non si fermano mai. Avendo una massa praticamente nulla, raramente si scontrano con altre particelle, consentendo loro di andare dritto fino ai limiti dell’universo attraverso le stelle, i pianeti, campi magnetici e galassie intere, come se davvero non esistessero. Migliaia di miliardi di neutrini passano attraverso la Terra ogni nanosecondo portando informazioni cruciali su una serie di fenomeni cosmici e le loro origini. Tuttavia, sono molto difficili da rilevare, tranne quando entrano in collisione con un atomo.

La collisione disintegra il nucleo dell’atomo e il neutrino si trasforma in un’altra particella chiamata muone. Il muone così formato continua la sua traiettoria e può essere riconosciuto dal lampo di luce che genera. Questo bagliore è conosciuto come come radiazione di Cherenkov e ricorda le onde prodotte in aria, quando viene trafitta da un proiettile di una pistola.

Le collisioni che hanno osservato e studiato gli scienziati statunitensi, utilizzando i dati provenienti dal telescopio Amanda, hanno permesso di osservare il modo in cui queste collisioni producono neutrini di altissima energia con altre particelle subatomiche, concludendo che nell’universo potrebbero esistere altre dimensioni oltre le tre che conosciamo e che formano la realtà fisica che ci circonda. Un eccesso di neutrini ad altissima energia, come quello osservato grazie ad Amanda, costituisce un chiaro segnale dell’esistenza di dimensioni extra, lo affermano i ricercatori.

La scoperta dei neutrini ad altissima energia nell’universo e nella forma in cui vanno in collisione con altre particelle suggerisce non solo che esistono realmente dimensioni fino ad ora sconosciute, ma che hanno un energia molto più alta di quanto potessimo immaginare. La Teoria delle superstringhe l’esistenza di queste dimensioni extra sono essenziali per spiegare la teoria della superstringhe.

La teoria delle superstringhe afferma che ci sono queste dimensioni extra, ma sarebbero incredibilmente piccole, significativamente più piccole di un atomo, se fossero più grandi si avrebbe potuto rilevare la loro esistenza, secondo i ricercatori. Però se esistono realmente, queste dimensioni extra dovrebbero a sua volta portare una serie di nuove particelle di grande massa.

A queste nuove particelle è stato assegnato il nome di “particelle di Kaluza-Klein” (KK): si suppone che si formano quando i campi d’onda si associano a particelle già note, e viaggiano all’interno di queste dimensioni extra. Fu per dimostrare l’esistenza di queste particelle che sono stati progettati i rivelatori per consentire di studiare attraverso questi eventi cosmici. Teoricamente, questi rivelatori potrebbero dimostrare l’esistenza di queste particelle in nuova dimensione nascosta.

Uno di questi rilevatori è Amanda (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array). Consiste essenzialmente in stringhe di sensori di luce sepolti ad una profondità di oltre tre chilometri nei ghiacci antartici e sono progettati specificamente per rivelare i neutrini ad alta energia. Se la teoria delle superstringhe è corretta e se ci sono dimensioni extra, Amanda dovrebbe rilevare questi neutrini ad alta energia dal centro della galassia, del Sole e del centro della Terra. E i primi segni di questa constatazione sono quelli che Amanda ha ottenuto fino ad ora attraverso le collisioni di questi neutrini ad alta energia con altre particelle elementari. La registrazione di collisioni di questi neutrini di alta energia nell’universo sarebbe d’accordo con questa teoria per quanto riguarda l’esistenza di altre dimensioni oltre a costituire una traccia per la ricerca fisica.

Foto – Amanda

Amanda è in realtà un telescopio trivellatore per neutrini, installato presso la Northeastern University e la University of California, Stati Uniti, nell Polo sud. E’ in funzione dal 1997, per catturare e registrare la presenza nell’universo di muoni e neutrini. AMANDA è costituito da un rivelatore con 677 sensori ottici delle dimensioni di una palla rotonda. Immerso nel ghiaccio, ed i sensori sono in fibra ottica. E’ di forma cilindrica, e misura 500 metri di altezza e 120 di diametro.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati nella rivista Physical Review Letters. Il documento completo si può trovare in ArXiv. La Northeastern University ha anche pubblicato una dichiarazione interessante sulla scoperta.

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