Studio di un'interazione di neutrino con produzione di un adrone charmato

5 Capitolo 1 OSCILLAZIONI DI NEUTRINO 1.1 Introduzione Esperimenti realizzati da Chadwick nel 1914 evidenziarono delle anomalie nello spettro di energia degli elettroni emessi tramite decadimento β: tale spettro risultava infatti essere continuo, estendendosi da 0 fino al Q-valore del decadimento in esame. L’osservazione di un simile decadimento in due corpi creava problemi con la conservazione del momento e dell’energia del sistema: infatti, essendo richiesta la simultanea conservazione di entrambi i parametri, sono necessarie almeno tre particelle figlie; ulteriori problemi derivavano dalla non conservazione, in altri decadimenti, del momento angolare: ad esempio nel decadimento H 3 Q He 3 + e @ lo spin del trizio vale 1 2 f f f , e non è possibile ottenere la conservazione per i prodotti, anch’essi aventi tutti spin 1 2 f f f . La soluzione a questo problema venne fornita da Pauli nel 1930, con l’ipotesi che assieme all’elettrone venisse emessa un’ulteriore particella neutra mai identificata in precedenza, di massa nulla o molto piccola [1], ribattezzata da Fermi come neutrino, un fermione di spin 1 2 f f f , neutro e momento magnetico molto ridotto; la bontà di quest’ipotesi venne confermata nel 1956 dagli esperimenti di Reines e Cowan [2]. Oggi è noto che oltre al neutrino elettronico, emesso nei decadimenti β, esistono altri due tipi di neutrino: il neutrino muonico, individuato per la prima volta nel 1962 da Lederman, Steinberg e Schwartz [3], e il neutrino tau, scoperto nell’ambito dell’esperimento DONUT nel 2000 [4]. Le varietà leptoniche sono dunque 6, suddivise in tre leptoni carichi (elettroni, muoni e tau) e tre neutri (i relativi neutrini); ad ognuna di queste particelle, infine, può essere associata una relativa antiparticella, con carica opposta nel caso dei leptoni carichi, e parimenti neutra per gli antineutrini.