Quali possono essere le modifiche al M.S. per soddisfare la richiesta dei neutrini di essere particelle dotate di massa?
Ilario Dall'Ara
Salve Ilario, la domanda che proponi ancora non ha una soluzione definitiva e, anzi, costituisce un tema aperto e dibattuto nella fisica teorica delle particelle. Ad ora, il meccanismo con il quale si spiega la presenza di particelle massive è basato sull'esistenza del bosone di Higgs , in base al quale il bosone riempie il nostro Universo e le masse delle particelle sono una manifestazione dell'inerzia di queste ad attraversare tale mezzo. Maggiore è la difficoltà con cui si attraversa il mezzo e maggiore è la massa delle particelle. Matematicamente questo fenomeno si descrive ammettendo che la particella in esame risenta della presenza del campo di Higgs ed utilizza il fenomeno della rottura spontanea della simmetria . Nel Modello Standard nella sua versione originaria, il neutrino non possiede massa semplicemente perché nella teoria non è stato inserito un termine di interazione con la particella di Higgs. Tuttavia nessuno vieta di introdurre tale termine e dare massa ai neutrini esattamente allo stesso modo con cui si fa per le altre particelle. Il lato spiacevole di questa soluzione è che nel MS non si riesce a spiegare la grande differenza tra la massa veramente minuscola del neutrino e quella delle altre particelle; in altre parole, il neutrino dovrebbe pesare pressappoco come gli elettroni. Per questo motivo è stato elaborato un meccanismo che spieghi in modo più naturale la massa dei neutrini. La teoria prevede (oltre all'interazione appena descritta) l'esistenza di neutrini estremamente pesanti, ben più pesanti di qualunque altra particella conosciuta finora, che dialogano con i neutrini che osserviamo in laboratorio in un modo peculiare: quanto più grande è la loro massa, tanto più piccola è quella dei neutrini osservati. Il meccanismo è noto con il nome di "see-saw", che vuol dire "altalena" e ben descrive la situazione. Pertanto, pur ammettendo per i neutrini un termine di interazione con il bosone di Higgs che li renderebbe pesanti come le altre particelle del MS, il meccanismo see-saw sopprime tale massa ai valori estremamente piccoli osservati sperimentalmente.
Davide Meloni, fisico
ultimo aggiornamento ottobre 2015