Abbondantissimi in natura ma inafferrabili, i neutrini attraversano la materia senza interagire con essa e senza lasciare alcuna traccia. Sono particelle elettricamente neutre e appartengono a tre famiglie: neutrini elettronici, muonici e tauonici.

I componenti di ciascuna famiglia possono trasformarsi in uno dei due altri tipi, in un fenomeno chiamato ''oscillazione''.Quest'ultimo implica che i neutrini abbiano una massa e che le masse dei tre tipi siano differenti. In natura i neutrini sono prodotti da alcuni tipi di reazioni nucleari, come quelle che avvengono nel Sole. Si calcola che ogni secondo il corpo umano venga attraversato da 50.000 miliardi di neutrini provenienti dal Sole senza che questi lascino traccia.

Nonostante siano fra le particelle piu' abbondanti in natura, fino a non moltissimi anni fa i neutrini erano ancora misteriosi. Sono molto importanti in astrofisica, in cosmologia e in astronomia perche' possono essere considerati gli unici ''testimoni'' della nascita e dell'evoluzione delle stelle e di tutto l' universo. Esistono cioe' nel cosmo neutrini ''fossili'', che furono liberati al momento del Big Bang, la grande esplosione dalla quale nacque l' universo, e che ancora oggi conservano, nelle loro caratteristiche, il ''ricordo'' di quell'evento.

Il fenomeno dell'oscillazione dei neutrini è stato osservato per la prima volta nell'esperimento Opera, nei Laboratori del Gran Sasso dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Protagonisti dell’esperimento sono stati i neutrini “sparati” dal Cern di Ginevra al Gran Sasso nell’esperimento Cngs (Cern Neutrino to Gran Sasso). Viaggiando quasi alla velocita' della luce, un fascio con miliardi di miliardi di neutrini ha attraversato la roccia in linea retta e senza il minimo disturbo percorrendo 730 chilometri in appena 2,4 millisecondi.

L'esperimento Opera, che ha utilizzato questo fascio di neutrini, e' stato progettato con l'idea che i neutrini siano miscele di stati, ognuno dei quali ha una massa definita e diversa e si evolve diversamente nel tempo. Si e' pensato cosi' che, se dal Cern venivano lanciati solo neutrini muonici, questi durante il percorso avrebbero potuto gradualmente assumere alcune caratteristiche dei loro ''cugini'', i neutrini tau, fino a trasformarsi completamente in essi. Arrivati a destinazione, i neutrini provenienti dal Cern sono stati accolti dai rivelatori dell'esperimento Opera. Questi si comportano come una gigantesca e sofisticata macchina fotografica, formata da 150.000 mattoncini di piombo rivestiti di emulsione fotografica e pesanti 1.300 tonnellate. Se, come e' finalmente accaduto, i neutrini muonici si trasformano in tau, questi ultimi interagiscono con gli atomi di piombo, producendo una particella carica (il leptone tau) dalla vita brevissima e che, decadendo, lascia tracce nelle emulsioni fotografiche. Queste tracce sono quelle osservate dai fisici dell'esperimento Opera.