Una particella trovata in fondo al mare della Sicilia potrebbe essere il neutrino più energico mai rilevato

Un neutrino ad altissima energia potrebbe essere la particella più energetica mai trovata, promettendo di fornire preziosi indizi su eventi cosmici massicci.

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La particella ad alta energia trovata sul fondale marino potrebbe essere il neutrino più energetico mai rilevato. Credit: Shutterstock.

Il neutrino è una particella subatomica fondamentale, cioè uno dei "mattoni" che formano tutto ciò che ci circonda. È chiamato particella "fantasma" perché non ha carica elettrica, interagisce poco con la materia e la radiazione e la sua massa è molto piccola, inferiore a quella di un elettrone. Tuttavia, dopo i fotoni, è la particella più abbondante nell'Universo.

Dopo i fotoni, i neutrini sono il tipo di elemento più abbondante nell'intero Universo. Sono particelle subatomiche prive di carica elettrica e con una massa molto più piccola di quella di un elettrone.

Ora, durante la 31a Conferenza internazionale sulla fisica e l'astrofisica dei neutrini, tenutasi a Milano, è stata rivelata una scoperta: una particella rinvenuta sul fondo del Mar Mediterraneo potrebbe essere il neutrino più energico mai rilevato sulla Terra e potrebbe indicare un evento cosmico massiccio.

Il rilevamento della particella ad altissima energia

La particella che potrebbe essere il neutrino più energetico mai rilevato è stata identificata dall'osservatorio Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss (ARCA) sul fondo del Mar Mediterraneo.

L'osservatorio è una struttura composta da rivelatori attaccati a "corde" sul fondale marino a 3.500 metri di profondità, a sud-est dell'isola di Sicilia, in Italia. Le corde sono lunghe strutture verticali sul fondale marino che sostengono i rivelatori di neutrini.

Francis Halzen, fisico dell'Università del Wisconsin-Madison, ha dichiarato che la rilevazione dei neutrini è "un evento fantastico", che evidenzia il potenziale dell'osservatorio.

Ognuna di queste stringhe contiene diverse sfere fatte di un materiale noto come polimetilmetacrilato. Queste sfere contengono rivelatori di luce, dispositivi sensibili in grado di captare i lampi di luce prodotti da particelle subatomiche altamente energetiche.

I neutrini sono considerati messaggeri di alcuni degli eventi più catastrofici dell'Universo, come le esplosioni di buchi neri supermassicci in galassie lontane. Pertanto, questa scoperta promette di fornire preziosi indizi sugli eventi cosmici massicci.

Cinque rivelatori di neutrini dell'osservatorio ARCA a bordo di una nave, pronti per essere collocati sul fondale marino. Credito: Collaborazione KM3NeT.

João Coelho, fisico del Laboratorio di AstroParticelle e Cosmologia (APC) di Parigi, che ha reso nota la scoperta durante la conferenza, ha dichiarato che il neutrino rilevato "spicca in modo impressionante" rispetto ad altri eventi. Tuttavia, non ha rivelato l'esatta direzione di provenienza né quando è avvenuta l'osservazione.

Secondo lo scienziato, più di un terzo dei sensori di ARCA ha registrato lampi coerenti con un muone che attraversa l'osservatorio orizzontalmente, prodotto da un neutrino arrivato da circa 1 grado sotto l'orizzonte. La particella aveva probabilmente un'energia di molte decine di petaelettronvolt, il che la renderebbe la più energetica mai rilevata.

La ricerca dei neutrini non deve fermarsi

Almeno quattro nuovi osservatori per rilevare queste particelle estreme sono in costruzione o sono stati proposti. Ad esempio, un futuro osservatorio di neutrini sull'isola di Vancouver, in Canada, e un prototipo in fase di sperimentazione nello Utah (USA).

La rilevazione del neutrino ad altissima energia da parte dell'osservatorio ARCA è un'importante pietra miliare per la fisica delle particelle, che offre la possibilità di una nuova comprensione degli eventi cosmici cataclismatici che hanno luogo nel nostro Universo.

Fonte della notizia:

Castelvecchi, D. ‘Fantastic’ particle could be most energetic neutrino ever detected. Nature, 2024.