IceCube e il mistero dei neutrini altamente energetici

I sensori di luce del rivelatore di particelle cosmiche sepolto nei ghiacci del Polo Sud sono sulle tracce di neutrini dall'energia record che sembrerebbero provenire dallo Spazio profondo, e che potrebbero svelare qualcosa di più sugli eventi energetici più potenti dell'Universo.

icecube_neutrino
I sensori calati nel ghiaccio all'interno di IceCube, un osservatorio astronomico nei ghiacci, tra i più ambiziosi progetti scientifici mai condotti finora. Photo credit: NSF/B. Gudbjartsson.

Il rivelatore di raggi cosmici IceCube, che monitora i ghiacci antartici a caccia di particelle provenienti dal cosmo, ha scoperto qualcosa di insolito che sta appassionando i fisici di tutto il mondo: si tratta di due neutrini dall'energia record (più altri 26 altamente energetici).

I due neutrini sarebbero diversi dalle particelle subatomiche rilasciate dal Sole o dalle supernove del nostro Sistema Solare e sembrerebbero avere un'origine esterna alla nostra galassia. Potrebbero provenire da misteriosi fenomeni energetici ancora poco conosciuti caratteristici dello Spazio profondo, come hanno spiegato una settimana fa alcuni ricercatori in un convegno di astrofisica tenutosi a Madison (USA).

I neutrini sono particelle subatomiche particolarmente leggere e sfuggenti che viaggiano attraverso le galassie seguendo traiettorie lineari, passando indisturbati attraverso la materia, attraversando il nostro corpo e persino le rocce. Il ghiaccio è uno dei pochi ostacoli che trovano lungo il loro percorso, e quando un neutrino di origine spaziale (diverso da quelli prodotti all'interno degli acceleratori di particelle) collide accidentalmente con un atomo di ghiaccio produce una piccola scintilla di luce.

IceCube, con i suoi 86 rivelatori costituiti da oltre 5 mila sensori di luce distribuiti in un chilometro cubo di ghiaccio al Polo Sud, ha identificato finora neutrini emessi dal Sole o dalle supernove. Ma quelli che stanno appassionando i fisici sono due neutrini con una carica energetica 100 milioni di volte superiore a quelli provenienti da comuni supernove, e altre 26 particelle ad alta energia (sebbene inferiore a quella delle prime due) che difficilmente proverrebbero dai raggi cosmici che di solito colpiscono l'atmosfera.

I ricercatori sono al lavoro per ipotizzare la fonte di queste particelle, forse un'esplosione di raggi gamma (il fenomeno più energetico conosciuto nell'Universo) o un buco nero di grande massa posto al centro di galassie distanti. «Per ora non siamo del tutto certi che provengano da una sorgente astrofisica» ha spiegato a Madison Nathan Whitehorn dell'Università del Wisconsin «ma è difficile spiegare il numero e l'energia delle particelle rilevate invocando processi noti all'interno del Sistema Solare».

Per approfondire:

Quanti tipi di neutrini esistono? E a quale velocità viaggiano?
Che cosa nascondono i neutrini? E come la loro conoscenza sta cambiando la fisica?
Vi ricordate del "tunnel di neutrini"? Esiste davvero?

22 Maggio 2013 | Elisabetta Intini