Olasz fizikusoknak először sikerült észlelniük, hogy miként alakul át a töltés nélküli részecske, a neutrínó egyik típusa a másikba: a kísérlet segíthet megfejteni a világegyetem egyik fő alkotórészének, a sötét anyagnak a titkait - jelentette be a genfi székhelyű Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) az itáliai Gran Sasso Nemzeti Laboratórium közleményére hivatkozva.
A neutrínó sa könnyű elemi részecskék egyik fajtája; elektromos töltése nincs, semleges (innen a neve is), emiatt elektromágneses kölcsönhatásban sem vesz részt. Ez a magyarázata annak, hogy a neutrínó rendkívül közömbös az anyaggal szemben, azaz a kölcsönhatás (ütközési hatás) igen kicsi. Így például egy fényév vastag ólomfalon a neutrínóknak mintegy fele áthaladna.
A neutrínóknak három típusuk van: elektron-neutrínó, müon-neutrínó és tau-neutrínó. Az elnevezések onnan erednek, hogy a fizika standard modellje szerint mindegyik kapcsolatba hozható egy másik, negatív töltéssel rendelkező elemi részecskével – az elektronnal, a müonnal, illetve a taúval.
Az olasz intézmény fizikusai három éven át követték nyomon a CERN által a föld alatt 730 kilométeres távolságra, a Gran Sasso neutrínó detektorára átlőtt neutrínónyalábokat. A müon-neutrinók milliárdjait figyelték meg, míg sikerült első ízben észlelniük, hogy azok egyike tau-neutrínóvá alakul. Ez az első kísérletes bizonyítéka annak, hogy a világegyetemet alkotó szubatomi részecskék egyik válfaja, a neutrínó a kaméleonhoz hasonlatosan alakváltásra képes.
Mint a CERN rámutat, ez igen jelentős felfedezés, mivel segít megmagyarázni, hogy a neutrínók miért érkeznek sokkal kisebb számban a Napról a Földre, mint ez a standard modellből következne. A CERN szerint a neutrínó átalakulása segíthet megfejteni a világegyetem negyedét kitevő sötét anyag természetét. (Az univerzumnak csupán 5 százalékát teszi ki a hagyományos anyag, 70 százalékát pedig a sötét energia adja).
"Ez az alakváltozás rendkívül izgalmas, hiszen arra világít rá, hogy a standard modell figyelme nem tér ki mindenre" – fogalmazott James Gillies, a CERN szóvivője.
A világ legnagyobb részecskegyorsítóján, a CERN nagy hadronütköztetőjén (LHC) folyó kísérletek részben a sötét anyag természetének megfejtését célozzák. Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet illetékesei szerint az olasz részecskefizikusok által elért áttörés ösztönzőleg hat majd az LHC-kísérletekre is. A müon-neutrínók átlövése délre, az Alpok alatt azonban nem része az LHC-programnak, ezt a CERN egy kisebb részecskegyorsítójáról végzik.
A CERN idézte Lucia Votanót, a Rómától 112 kilométerre délre, Aquilla mellett működő Gran Sasso Laboratórium igazgatóját, aki szerint elérték a kutatások első célját. Az olasz tudósok biztosak abban is, hogy az első tau-neutrínó regisztrálását további észlelések követik, bizonyítva, hogy a neutrínók képesek átalakulni.
A standard modell valamely fizikai jelenségnek, eseménynek vagy rendszernek a szakemberek többsége által elfogadott, de bizonyosan nem teljes matematikai, fizikai leírása. A részecskefizika standard modellje az alapvető részecskék kölcsönhatásait vizsgálja a gravitáció kivételével: az elektromágneses, a gyenge és erős kölcsönhatást. Lényeges összetevője a Higgs-mechanizmus, amely létrehozza a részecskék tömegét, illetve a még meg nem talált részecske, a Higgs-bozon.