La misura di distanza tra CERN e Gran Sasso

Sulla misurazione della velocità del neutrino che supera quella della luce sono sorti numerosi dubbi e molti stanno provando a demolire la scoperta, io spero solo che molti altri stiano cercando un modo per ripetere la misura in un’altra modalità.

Personalmente sono convinto che ci troviamo di fronte alla più importante scoperta scientifica di questo millennio che aprirà in un modo o nell’altro le porte a nuove eclatanti scoperte. Per noi che conosciamo le problematiche della misurazione sono ovvie le considerazioni sulla precisione della misura della famosa baseline tra il Cern e il Gran Sasso, ma basta documentarsi un poco su quanto è stato condotto dal gruppo di lavoro di Mattia Crespi per rendersi conto che difficilmente sarà confutabile e se anche fosse, la presenza di un errore del genere potrebbe essere solo generato da un qualche cosa a noi ancora incognito che darebbe origine a qualche altra scoperta.

Ma proprio per fugare qualsiasi ragionevole dubbio, anche se personalmente convinto della validità della misura, avendo conosciuto chi l’ha realizzata, sono andato a leggere alcune relazioni sulla attività effettuata trovando risposte a tutte le più elementari domande che mi ero posto.

Sul sito web del progetto OPERA, sono disponibili, gratuitamente, le pubblicazioni che possono farci chiarezza immediata:

Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam,
ref: http://arxiv.org/abs/1109.4897.
Nel quale troviamo spiegazioni sul processo di misurazione, che poi come è ovvio dipende dalla misura della distanza e dalla misura del tempo.

Determination of the CNGS global geodesy,
ref: http://operaweb.lngs.infn.it/Opera/publicnotes/note132.pdf
Nel quale è riferita l’intera procedura effettuata per i collegamenti geodetici eseguiti.

Comincio dalla domanda più ovvia:come è stato misurato il tempo percorso con l'approssimazione dei nanosecondi?
La risposta viene dalla prima delle due citate pubblicazioni nelle quali si intravede come sia derivata da una interazione dell'orologio atomico del CERN con quella di orologi atomici del sistema GPS. Non ho la competenza per addentrarmi in spiegazioni ma riporto da tale pubblicazione la seguente immagine esplicativa:

Schematic of the OPERA timing system at LNGS. Blue delays include elements of the time-stamp
distribution; increasing delays decrease the value of δt. Green delays indicate detector time-response; increasing
delays increase the value of δt. Orange boxes refer to elements of the CNGS-OPERA synchronisation system

L'altra domanda è: siamo sicuri del collegamento dei caposaldi esterni con quelli sotterranei?
Se tra i due caposaldi esterni misurati attraverso apparati GNSS, si può facilmente credere che le risultanze siano affidabili, un ragionevole dubbio può sorgere sulla validità della posizione dei centri di emissione e di ricezione del fascio di neutrini che attraversa la terra dal Cern al Gran Sasso.

In particolare per la rete geodetica del Gran Sasso si riporta che è stata realizzata su centrini di alta precisione materializzati su manufatti stabili sui quali sono stati effettuati i collegamenti topografici e le misure GPS. Quest’ultime realizzate con 5 ricevitori di classe geodetica con 2 sessioni di 7 ore con sampling di 1 secondo. Le osservazioni processate con le osservazioni contemporanee di 3 stazioni permanenti della European Permanent Network (UNPG - Perugia, UNTR - Terni, M0SE - ROMA) calcolate poi con software Bernese v. 5.0 col metodo differenziale.
Il collegamento all’interno del tunnel realizzato con metodi terrestri tramite stazione robotizzata Leica TS30 ripetendo le misure 4 volte. Il calcolo è stato condotto con il programma CALGE ed è stata condotta una compensazione 3D tenendo conto della oscillazione del geoide che nel tratto di misura varia di ben 80 centimetri.

Si è poi tenuto conto della posizione conosciuta del punto di riferimento del CERN, dato nel sistema ITRF897 e trasfomata nell' ETRF2000.

La distanza finale tra i punti T-40-S-CERN del CERN e A1-9999 del Gran Sasso è risultata essere: 730534.610 m con una accuracy di circa 20 cm.

Tale misura è stata poi ripetuta sia al CERN che al LNGS, rilevando entrambi i punti nello stesso sistema ETRF2000 ottenendo gli stessi risultati.

Anni e mesi di lavoro per giungere a questi risultati. Se fossero errati dovremmo buttare all'aria più di 100 ricercatori, firmatari del paper di presentazione, ormai abituati a soppesare qualsiasi probabile scoperta come la scuola scientifica moderna ci insegna. Non è possibile, se la misura fosse errata saremmo di fronte ad un'altra eclatante scoperta che mistifica dati e metodi iper-controllati e pertanto in entrambi i casi dovremmo congratularci con tutti loro!

Speriamo solo che metodi alternativi di misura, indipendenti da questo, vengano subito attuati per non perdere ulteriore tempo e dare tutto il nostro contributo a questa stupenda scoperta in cui la Ricerca italiana, formata da molti precari, ha dato ottimi risultati.

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