Neutrini, fisica e fotografia

[davIvad]

Forse oggi vi è capitato di leggere che oggi nei laboratori sotto al Gran Sasso hanno misurato per la prima volta una nuova proprietà di un tipo di particelle, i neutrini. Su Repubblica c'è un articolo che più o meno spiega di cosa si tratta. In poche parole, da Ginevra (al CERN) sparano un fascio di particelle neutre e quasi di massa nulla, i neutrini, molto difficili da rivelare. Questo fascio attraversa la terra (data la curvatura terrestre arriva a 11Km sotto terra) e arriva ai laboratori del Gran Sasso.



Qui esiste un grande rivelatore che permette di osservare le rarissime reazioni che i neutrini hanno a contatto con la materia del rivelatore.

Vi chiederete sicuramente cosa c'entri questo con la sezione "Camera Oscura" di un forum di fotografia. Beh, molto. Il fatto interessante è che il materiale con cui è costruito questo rivelatore è nient'altro che emulsione fotografica. Nello specifico sono blocchi di 8Kg di emulsione fotografica, progettata in modo da venire impressionata dalla luce che gli atomi stessi del materiale emettono quando sono eccitati dal passaggio di una particella carica molto veloce.



Il rivelatore è enorme, fatto da un grandissimo numero di questi blocchi. Esiste un sistema per sapere se un dato blocco ha registrato o no una reazione. Quando arriva il momento dell'analisi dati, i blocchi "impressionati" vengono estratti e sviluppati. (Nell'immagine, notate le etichette sui tubi in alto a sinistra: dev, stop, fix, clean, ecc..)



Fatto lo sviluppo, viene effettuata un'analisi computerizzata delle tracce presenti all'interno di questi blocchi per ricostruire i vertici di interazione, come questo:



L'uso di blocchi di lastre di emulsione fotografica in fisica delle particelle è stato uno dei primi strumenti di rilevamento, già dalla prima metà del secolo scorso. A quei tempi le lastre venivano studiate a occhio nudo ricorstruendo così la traccia della particella.
Mi sembra una cosa carina da postare, dato che unisce il mondo della fotografia a quello della ricerca fisica più avanzata

[Tomash]

L'ho sempre detto che il massimo divertimento dei fisici è quello di far accelerare una perticella per poi farla schiantare e vedere l'effetto che fa.
E vuoi non farli anche la fotografia ?
"Analogica" ovviamente.

[impressionando]

Era ora che trovassimo un lab con le palle.
Ora ricomincio a fare pure negativi colore

[guarrellam]

[claudiom]

rimosso

[davIvad]

[aragorn]

Fantastico !
Visto che utilizzano Kg di pellicole, possiamo stare tranquilli che almeno "una" fabbrica di pellicole rimarrà aperta per fornire i "pacchi di pellicole " !

Mi piacerebbe sapere perché utilizzano le pellicole e non i sensori digitali, visto che ne esistono anche di 100 Mpx e più.

[davIvad]

[Nove^3]

Perche' non digitale? La butto li'... problemi di rumore e di sensibilita' minima. (sensibilita' di ricezione dell'evento almeno da quel che ho studiato in fibre ottiche..)

[notchosen]

Però non ho capito una cosa: come fa il neutrino (che ho capito solo essere qualcosa di ancor più piccolo dell'elettrone) ad arrivare dritto da Ginevra al Gran Sasso? Cioè sono proprio così scarse le possibilità che si scontri con qualcosa in quei 732 km talmente è piccolo? Se è così è una figata immensa

Sulla situazione tragica della ricerca oggi in Italia: vorrei che veramente tutti (soprattutto i tagliatori di fondi) potessero visitare almeno una volta dei laboratori di ricerca, a vedere in che condizioni molti son costretti a lavorare (non dico da terzo mondo, ma di sorgenti UV sistemati dentro scatole di cartone si)...perlomeno l'entusiasmo di rado viene a mancare.

ciao, grazie per la news

matteo

[Nove^3]

Negli atomi c'e' mooooolto spazio! Un nucleo di un atomo e' attorno ai 10^-14 10^-15 m, Lo spazio di un atomo dentro cui si trova il nucleo e ci girano attorno gli elettroni e' circa 10^-10 m .... quindi il nucleo e' 100000 volte piu' piccinodell'atomo.... e gli elettroni sono considerati piu' o meno puntiformi... se il neutrino e' pure piu' piccolo... Ah... nel nucleo risiede piu' del 99% della massa.

[notchosen]

Si però se l'atomo è dieciallamenodieci e la distanza è dieciallatre vuol dire che ci sono (atomo più atomo meno eh ) dieciallatredici atomi di mezzo fra ginevra e il gran sasso...vuoi non beccarne manco uno? Ma quanti neutrini sparano dalla svizzera?

E poi: il piombo ha il nucleo (o meglio il rapporto raggio nucleo/raggio atomico) così grande rispetto a tuuuuuuuuuuuuute le pietre del sottosuolo terrestre che si riesce a rilevare qualcosa?

Lo so che sono un casino di domande ma quando trovo queste cose divento di una curiosità morbosa

[Nove^3]

Letto l'articolo di Repubblica?

[davIvad]

Allora, giusto per fare un minimo di chiarezza (spero di riuscirci).
Il parametro fondamentale che decide se una particella interagisce o no non è la sua "grandezza". Come ha detto 9^3, la materia è praticamente spazio vuoto, con i nuclei separati tra loro da grandi distanze (rispetto al loro diametro). Quello che tiene la materia assieme e che macroscopicamente ce la fa sembrare come compatta è l'interazione elettromagnetica (tra gli atomi del materiale, o tra gli atomi del materiale e quelli della nostra mano).

Gli elettroni anche sono esattamente puntiformi come i neutrini (quantomeno al livello attuale di conoscenza fisica), ma in genere non riescono a fare più di pochi cm nella materia. La differenza con i neutrini è che gli elettroni hanno carica elettromagnetica e quindi interagiscono molto con le cariche dei nuclei o degli altri elettroni della materia, mentre i neutrini essendo appunto neutri, non interagiscono elettromagneticamente. L'unica interazione che sentono si chiama "interazione debole" che, come dice il nome, è molto molto molto più debole di quella elettromagnetica e quindi un neutrino può passare abbastanza indisturbato attraverso la materia.

Questo che vuol dire? Ogni particella, attraversando un mezzo, ha una sua lunghezza caratteristica. Che è nient'altro che la distanza media dopo la quale interagisce (o decade). Per gli elettroni è in genere di qualche cm, per i neutrini di molti Km.
Però è una distanza media, può capitare che interagisce prima di aver percorso tale distanza, o viceversa può succedere che ne percorre molta di più. Quindi, il CERN spara - diciamo - 10miliardi di neutrini in un giorno. il numero di neutrini che rimangono nel fascio dopo una certa distanza sotto terra è descritto da una precisa legge fisica (un esponenziale). Dei 10miliardi sparati facciamo che ne arrivano al rivelatore 10milioni (sto tirando a casaccio, giusto per far capire il concetto). Quindi se ne sono persi 9miliardi e 990milioni nei 700Km di roccia. Questi 10 milioni di neutrini adesso dovranno attraversare il piombo del rivelatore.
Come giustamente diceva notchosen, il piombo sarà pure pesante, però rispetto ai 700epassa Km di roccia è un baffo. Infatti nel rivelatore se ne fermano solamente una 20ina al giorno - da confrontare con i 9,99 miliardi che si sono fermati nella roccia!

Di questi 20 eventi al giorno (di media), la maggior parte sono reazioni già conosciute. L'altro giorno, dopo anni di presa dati, hanno tirato fuori 1 solo evento di nuova fisica! Immaginate quanta pazienza e quanta perseveranza sia necessaria per fare un esperimento del genere..

[StefanoR]

[Nove^3]

Esaustivo... Io l'avevo buttato molto sullo spannometrico...

[Tomash]

Visto che ormai si parla di fisica sposto questo 3D in Off-Topic così molti altri lo vedranno e potranno partecipare.