KM3NeT: nel Mar Jonio il neutrino più energetico mai rilevato

Roma – Un osservatorio ancora in costruzione sul fondo del Mar Mediterraneo, a pochi chilometri dalla Sicilia, ha individuato quello che potrebbe essere il neutrino più energetico mai rilevato, creando molto fermento nella comunità dei fisici. La scoperta è stata rivelata dal fisico dei neutrini, João Coelho, nel corso della conferenza Neutrino 2024 che si è tenuta a Milano il 18 giugno. L’esistenza di questi neutrini ad altissima energia, minuscole particelle subatomiche che viaggiano quasi alla velocità della luce, è nota solo da una decina d’anni e si pensa che siano messaggeri di alcuni degli eventi più cataclismatici dell’Universo, come la crescita di buchi neri supermassicci in galassie lontane. “Il rilevamento dei neutrini è stato un evento fantastico”, ha affermato Francis Halzen, fisico dell’Università del Wisconsin-Madison. “L’osservazione evidenzia il potenziale dell’osservatorio Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss, ARCA, una foresta di rivelatori su “corde” attaccate al fondo marino a 3.500 metri di profondità a sud-est dell’isola italiana di Sicilia”, ha sottolineato Halzen. “Il neutrino si distingue davvero molto da qualsiasi altra cosa”, ha dichiarato Coelho, che lavora presso il Laboratorio di Astroparticelle e Cosmologia di Parigi. Coelho non ha rivelato la direzione precisa da cui proveniva la particella, né quando è avvenuta l’osservazione, ma ha promesso che questi dettagli saranno rivelati in un articolo più avanti. “Sarebbe davvero interessante vedere in quale punto del cielo ha avuto origine il neutrino”, ha dichiarato Nepomuk Otte, fisico del Georgia Institute of Technology di Atlanta. ARCA è la componente più grande di un osservatorio di neutrini chiamato Cubic Kilometre Neutrino Telescope, KM3NeT, che comprende anche un array al largo di Tolone, in Francia. La collaborazione comprende paesi europei insieme a Marocco, Sudafrica, Australia, Georgia, Cina ed Emirati Arabi Uniti. ARCA raccoglie dati dalla metà degli anni 2010 e attualmente è composto da 28 stringhe, che il gruppo di ricerca spera di espandere a un totale di 230 entro il 2028. Ogni stringa è lunga 800 metri ed è dotata di 18 unità di rilevamento, ovvero sfere di plexiglass larghe circa mezzo metro contenenti rilevatori di luce in grado di percepire ciascuno solo una manciata di fotoni. La maggior parte della luce che ARCA rileva è il risultato di particelle cosmiche altamente energetiche, che producono docce di particelle subatomiche elettricamente cariche quando colpiscono l’atmosfera terrestre. Queste piogge di particelle possono viaggiare in acqua per chilometri e lasciare dietro di sé deboli lampi di luce, che ARCA è stato progettato per individuare. I neutrini possono viaggiare attraverso la Terra, quindi le piogge di particelle che producono possono provenire da qualsiasi direzione, mentre quelle derivanti dai raggi cosmici tendono a provenire dall’atmosfera. “Quando ARCA rileva una pioggia dall’alto, può essere difficile determinare la fonte, ma le piogge orizzontali o in movimento verso l’alto sono molto probabilmente neutrini”, ha detto Elisa Resconi, fisica dei neutrini presso l’Università Tecnica di Monaco in Germania. “Ma – ha aggiunto Resconi – per i neutrini ad alta energia, ovvero quelli che trasportano mezzo petaelettronvolt, 0,5×1015 eV, o più, la Terra agisce come una barriera”. “Ciò – ha proseguito Resconi – lascia una striscia di cielo intorno all’orizzonte in cui le particelle che sfiorano la Terra possono essere rilevate e facilmente distinte dai raggi cosmici”. “Abbiamo questa regione stretta in cui possiamo vedere firme molto pulite di questi neutrini”, ha sottolineato Resconi, che fa parte della collaborazione che ha scoperto i neutrini ad altissima energia circa un decennio fa; quel gruppo ha usato il molto più grande IceCube Neutrino Observatory, un rivelatore simile ad ARCA che è incorporato nel ghiaccio antartico. Nel suo intervento, Coelho ha sostenuto che 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 un grado sotto l’orizzonte. La particella aveva probabilmente un’energia di molte decine di petaelettronvolt, il che la renderebbe la più energetica mai rilevata. “Almeno altri quattro osservatori in grado di rilevare i neutrini di più alta energia sono in costruzione o sono stati proposti”, ha annunciato Naoko Kurahashi Neilson, ricercatrice sui neutrini presso la Drexel University di Filadelfia, in Pennsylvania, che ha illustrato alcuni dei progetti in un discorso separato. Resconi ha annunciato che lei e i suoi collaboratori hanno condotto con successo dei test per un futuro osservatorio di neutrini al largo dell’isola di Vancouver, in Canada. “Fino a poco tempo fa, solo IceCube era in grado di vedere queste particelle estreme, il che rende ancora più sensazionale il rilevamento da parte del più piccolo ARCA”, ha sottolineato Halzen. “È come vincere la grande lotteria”, ha concluso Halzen, che è ricercatore principale di IceCube. (30Science.com) Lucrezia Parpaglioni