Gli scienziati nell'ordine dell'ipotesi di lavoro hanno annunciato un'incredibile osservazione, che è stata fatta con l'aiuto del rilevatore di neutrini "SuperKamiokande". L'analisi delle informazioni raccolte negli ultimi 18 anni mostra che i neutrini prodotti a seguito di reazioni nucleari nel nucleo del Sole cambiano la loro caratteristica, raggiungendo il lato non illuminato della Terra.
I neutrini sono i "fantasmi" del mondo dei quanti che non hanno carica elettrica. La loro massa è estremamente piccola e si muovono alla velocità della luce. I neutrini interagiscono così debolmente con la materia che possono attraversare un intero pianeta da un lato all'altro, senza scontrarsi con nulla. Sono solo capaci di debole interazione nucleare.
Sebbene sembrerebbe che tali caratteristiche della particella rendano impossibile la sua tracciabilità, i fisici hanno sviluppato mezzi per registrare le collisioni dirette del neutrino invisibile con la materia terrestre.
Nel caso del rilevatore SuperKamiokande, un'enorme miniera, situata sotto una montagna a 300 chilometri da Tokyo, è stata riempita con 50.000 tonnellate di acqua ultrapura e migliaia di rivelatori sono stati posizionati sulle pareti della miniera. Occasionalmente, quando si verifica una collisione diretta di un neutrino e una molecola d'acqua, si forma un elettrone o un muone ad alta energia. Come risultato di collisioni di particelle, l'effetto Vavilov - Cherenkov si pone. È questo breve flash di radiazione elettromagnetica che viene riparato dai sensori. Se c'è una capacità sufficientemente grande con acqua, è statisticamente probabile che il numero di collisioni registrate sarà sufficiente per creare una sorta di "telescopio neutrino" (sebbene, da un punto di vista tecnico, questo non sarà in gran parte un telescopio ma un rilevatore di particelle). Nonostante il fatto che nell'universo queste particelle neutre siano abbondanti, nella nostra regione del cosmo la principale fonte di neutrini è il sole.
Esistono tre diversi tipi di neutrini che differiscono nelle loro proprietà: elettrone, tau e muone. A causa della bizzarria del mondo quantico, i neutrini possono oscillare, passando da un tipo all'altro. La natura di tale oscillazione per decenni è stata oggetto di numerosi studi nel campo della fisica nucleare.
Il fatto più sorprendente sui sapori dei neutrini è che "SuperKamiokande" è in grado di catturare solo neutrini elettronici. Per molto tempo, è rimasto un mistero perché ci sono molti meno neutrini solari nel campo visivo del rivelatore di quanto non preveda il modello scientifico. Si scopre che i neutrini elettronici (la presenza di quali dispositivi sono in grado di registrarsi) sulla loro strada attraverso lo spazio interplanetario oscillano in neutrini di muoni e tau (che non possono essere rilevati), il che spiega le discrepanze nei numeri.
Gli scienziati dicono che circa la metà dei neutrini elettronici, la cui energia è pari a 2 MeV e meno, cambia la loro peculiarità senza raggiungere la Terra. I neutrini ad alta energia oscillano ancora più spesso. La tendenza è che maggiore è l'energia del neutrino, minore è la probabilità che la particella venga rilevata. Tale strano comportamento del neutrino è chiamato "effetto Mikheev-Smirnov-Wolfenstein". Fu scoperto nel 1986 dai fisici sovietici Stanislav Mikheev e Alexei Smirnov, che condussero una ricerca basata sulle opere del teorico americano Lincoln Wolfenstein del 1978. L'effetto MRV suggerisce anche che le oscillazioni avvengono nella direzione opposta. Quando i neutrini muonici e tau si muovono attraverso il nostro pianeta, possono interagire con gli elettroni nella composizione della materia terrestre densa. Di conseguenza, i neutrini possono tornare al tipo elettronico. E sembra che il rilevatore "SuperKamiokande" sia riuscito a correggere questo effetto in azione.
Dopo aver analizzato tutti i dati raccolti durante 18 anni di osservazioni, i fisici hanno notato che durante la notte il numero di neutrini rilevati è aumentato del 3, 2%. Quando il lato della Terra dove si trova il rilevatore non è illuminato dal sole, le particelle devono passare attraverso il pianeta prima che entrino nel suo campo visivo. Nel pomeriggio, i neutrini solari raggiungono il rilevatore immediatamente dopo che coprono una certa distanza nello spazio (e 10-15 km dell'atmosfera). Tutto indica che quando si passa attraverso il nostro pianeta i neutrini muonici e tau sono influenzati dall'effetto del MW.
Ciononostante, i ricercatori sollecitano a non fare affermazioni troppo forti. Il significato statistico di tali conclusioni non consente di definirle scoperte, né dà la possibilità di considerarle la prova definitiva che gli effetti del MW sono soggetti all'effetto neutrino. Il significato statistico dei risultati della ricerca è 2.7σ - cioè, sono di interesse per la comunità scientifica, ma non possono essere considerati una scoperta. Si può parlare di scoperta solo quando l'indicatore di significatività statistica raggiunge 5σ. Sembra che per raggiungere tale coefficiente, abbiamo bisogno di un rilevatore più grande. Fortunatamente, la costruzione di "HyperKamiokande" è già stata pianificata, che potrebbe anche essere in grado di utilizzare i cambiamenti degli odori dei neutrini per misurare la densità della roccia.
Il rilevatore di neutrini "HyperKamiokande" sarà 25 volte più grande del "SuperKamiokande", che ci consentirà di ottenere molti più dati ", ha affermato David Wark, analista di neutrini dell'Università di Oxford (che non ha partecipato a questo studio). "Non sono sicuro che le sue dimensioni saranno sufficienti per misurare la densità dei vari strati della Terra con una precisione di interesse per la scienza, ma in ogni caso lavoreremo in questa direzione."