Scoperta di un Neutrino ad Alta Energia
Particelle ad alta energia colpiscono costantemente la Terra. Recentemente, gli scienziati hanno fatto una scoperta straordinaria: un neutrino proveniente dallo spazio profondo, caratterizzato da un’energia senza precedenti. Il 13 febbraio 2023, un rivelatore sottomarino al largo della costa siciliana ha registrato un evento di neutrino che ha stabilito un nuovo record.
Dettagli sull’Energia del Neutrino
L’energia di questa particella è stata calcolata in ben 220 petaelettronvolt (PeV), superando di gran lunga il precedente primato di 10 PeV. Solo fenomeni astronomici estremi, come:
possono accelerare particelle a tali livelli energetici. Tra le possibili fonti di questo neutrino eccezionale, si ipotizza l’esistenza di un blazar, un buco nero supermassiccio attivo che emette un getto di radiazione quasi direttamente verso la Terra.
Neutrini Cosmogenici e Rilevamento
L’energia straordinaria di questo neutrino potrebbe indicare che si tratta del primo esempio di neutrino cosmogenico mai rilevato. In tal caso, la particella sarebbe stata generata dall’interazione tra i raggi cosmici e i fotoni della radiazione di fondo, residuo del Big Bang. I neutrini, particelle elementari prive di carica elettrica, attraversano i nostri corpi innumerevoli volte al secondo, ma la loro interazione con la materia è così rara che non ne percepiamo mai la presenza.
La Complessità del Rilevamento dei Neutrini
Questa caratteristica rende i neutrini estremamente difficili da rilevare. Per farlo, è necessario:
- Raccogliere un volume enorme di un mezzo, come acqua o ghiaccio
- Monitorare il mezzo con migliaia di rivelatori
per individuare i brevi lampi di luce generati dalle interazioni innescate dai neutrini. Il neutrino record è stato catturato da uno dei due array del Cubic Kilometer Neutrino Telescope (KM3NeT), situato a 3.450 metri sotto la superficie del Mar Mediterraneo.
Osservazioni e Risultati
Durante l’evento del 2023, sono stati registrati oltre 28.000 fotoni mentre le particelle generate dal passaggio del neutrino attraversavano il rivelatore. La cascata di particelle è giunta quasi orizzontalmente, suggerendo che il neutrino ha percorso una considerevole distanza attraverso la roccia e l’acqua della crosta terrestre prima di colpire un atomo rilevabile da KM3NeT.
Possibili Origini del Neutrino
La questione che sorge è: quale fenomeno potrebbe generare un neutrino con un’energia così straordinaria? Poiché i neutrini interagiscono poco con la materia, possono percorrere enormi distanze senza subire alterazioni. Il team di ricerca ha esaminato quattro possibili scenari riguardanti la regione del cielo da cui il neutrino è giunto:
- Sorgenti all’interno della nostra galassia
- Oggetti al di fuori della galassia ma nell’Universo locale
- Eventi transitori come esplosioni di raggi gamma
- Sorgenti provenienti da galassie lontane
Indagini e Candidati
Tuttavia, le indagini non hanno fornito riscontri significativi per le prime tre ipotesi, portando i ricercatori a considerare solo fonti extragalattiche. Tra queste, i buchi neri supermassicci attivi sembrano essere i candidati più probabili. I ricercatori hanno analizzato quella specifica regione del cielo in diverse lunghezze d’onda per identificare i blazar potenzialmente responsabili.
Conclusioni e Prospettive Future
È stata stilata una lista di 12 candidati, ma la questione rimane aperta. Considerando il gran numero di blazar nel cielo, nessuna associazione può essere considerata definitiva al momento. Ulteriori indagini saranno necessarie, come indicato dagli autori in uno studio dedicato all’evento. Un’altra possibilità da esplorare è la produzione di neutrini cosmogenici, in cui le particelle ad alta energia si generano a seguito dell’interazione tra i raggi cosmici e la radiazione cosmica di fondo.
Se questa ipotesi si rivelasse corretta, segnerebbe la prima osservazione nota di un neutrino prodotto in questo modo. Saranno necessarie ulteriori ricerche per chiarire il mistero che circonda questa straordinaria scoperta. I risultati di questa indagine sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature.
