Una particella fantasma con un’energia senza precedenti
Un neutrino di un’energia mai vista prima è stato rilevato sulla Terra, viaggiando quasi alla velocità della luce e superando di 30 volte l’energia del precedente neutrino più potente mai registrato. Questa scoperta rappresenta una prova diretta che l’universo è in grado di generare neutrini con energie estreme.
Gli scienziati hanno individuato questa particella fantasma il 13 febbraio 2023, grazie al Telescopio Cubico per Neutrini (KM3NeT), situato a 3.450 metri di profondità nel Mar Mediterraneo. Durante l’evento, denominato KM3-230213A, il neutrino ha generato un muone che ha attraversato il rivelatore sottomarino, attivando un terzo dei suoi sensori.
Secondo Paschal Coyle, ricercatore del Centro Nazionale Francese per la Ricerca Scientifica, questa particella potrebbe aprire nuove prospettive nel campo della fisica delle alte energie.
L’origine misteriosa del neutrino
La straordinaria energia del neutrino suggerisce che la sua origine sia extragalattica. Sebbene la fonte esatta resti incerta, il team ha individuato 12 possibili candidati: si tratta di blazar, nuclei galattici attivi alimentati da buchi neri supermassicci che emettono potenti getti di particelle e luce direttamente verso la Terra.
Un’altra ipotesi avanzata è che il neutrino sia stato prodotto quando un raggio cosmico ultra-energetico ha interagito con un fotone del fondo cosmico a microonde (CMB), la radiazione residua del Big Bang. Se confermata, questa sarebbe la prima osservazione diretta di un neutrino cosmogenico, una particella predetta teoricamente ma mai rilevata prima.
Neutrini: messaggeri dell’universo
I neutrini sono noti come “particelle fantasma” perché non hanno carica elettrica, possiedono una massa quasi nulla e interagiscono debolmente con la materia. Ogni secondo, circa 100 trilioni di neutrini attraversano il nostro corpo senza lasciare traccia. Nonostante siano la seconda particella più abbondante nell’universo dopo i fotoni, la loro rilevazione è estremamente complessa e richiede strumenti altamente sofisticati, come il KM3NeT.
Rosa Coniglione, membro del team KM3NeT dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) in Italia, ha spiegato che i neutrini sono messaggeri unici in grado di trasportare informazioni sui fenomeni più estremi del cosmo, permettendo di studiare le regioni più remote dell’universo.
Un acceleratore di particelle cosmico
L’energia del neutrino è stata misurata in 220 milioni di miliardi di elettronvolt, un valore 30.000 volte superiore a quello raggiunto dal più potente acceleratore terrestre, il Large Hadron Collider (LHC) del CERN. Secondo gli scienziati, per generare una particella di questa energia, il LHC dovrebbe essere ampliato fino a una lunghezza di 40.000 chilometri, pari alla circonferenza della Terra.
Questa scoperta solleva un interrogativo fondamentale: quale fenomeno nell’universo potrebbe aver accelerato questa particella a tali energie? Gli indizi portano ai buchi neri supermassicci al centro degli AGN.
Buchi neri e getti di particelle
Nell’universo, diversi eventi estremi fungono da acceleratori naturali di particelle, dalle supernovae ai lampi di raggi gamma. Tuttavia, il principale sospettato per questa rilevazione resta il blazar, un particolare tipo di quasar in cui potenti getti di particelle vengono emessi direttamente verso la Terra.
Questi getti sono composti da raggi cosmici e radiazioni elettromagnetiche, inclusi i raggi gamma. Quando tali particelle interagiscono con la materia circostante, potrebbero produrre sciami di neutrini ad alta energia.
Secondo Coniglione, analizzando la direzione della particella, i ricercatori hanno determinato che il neutrino proviene da oltre i confini della Via Lattea, rafforzando l’ipotesi che uno dei 12 blazar sospettati possa essere la fonte di questa particella.
Un nuovo capitolo dell’astronomia
Se il neutrino rilevato fosse effettivamente un neutrino cosmogenico, si tratterebbe di una scoperta rivoluzionaria. Questi neutrini potrebbero diventare un nuovo strumento per studiare il cosmo, unendo le tradizionali osservazioni basate sulla radiazione elettromagnetica e le più recenti ricerche sulle onde gravitazionali.
L’esperimento KM3NeT, ancora in fase di costruzione, potrebbe presto fornire dati più dettagliati, permettendo di individuare con precisione la fonte di questo neutrino estremo. Secondo Coniglione, l’analisi proseguirà nei prossimi mesi, con l’obiettivo di svelare definitivamente l’origine di questa particella e di aprire nuove frontiere nella comprensione dell’universo.
Lo studio è stato pubblicato il 12 febbraio sulla prestigiosa rivista Nature.
