I misteri dell’Universo vengono rivelati da una particella fantasma

Una particella “fantasma” batte ogni record e ci regala un nuovo mistero sull’Universo da risolvere studiando la Via Lattea.

Con i suoi 220 PeV di energia, il “nuovo” neutrino rilevato nelle profondità del Mediterraneo apre una nuova finestra sull’astronomia ad altissime energie e rappresenta un passo importante nella comprensione delle particelle cosmiche.

La conferma della scoperta

Il verdetto è arrivato: la particella ‘fantasma’, che avevamo visto schiantarsi sulla Terra con un livello di energia senza precedenti, non è frutto di un problema tecnico o di un errore. È una particella reale, un neutrino cosmico. La conferma ufficiale dei sospetti è stata pubblicata su Physical Review X dal team di ricercatori che ha combinato le osservazioni di più telescopi per caratterizzare lo spettro ad altissima energia. Questo lavoro non solo chiarisce la dinamica del singolo evento, ma ci aiuta anche ad acquisire conoscenze sugli oggetti più estremi che popolano l’Universo.

Piovono muoni e fotoni

La scoperta, annunciata oggi, ha le sue origini nel febbraio 2023, quando il rilevatore KM3NeT, situato in profondità sotto il Mar Mediterraneo, ha rilevato un segnale record con un’energia di 220 petaelettronvolt (PeV) invece dei soliti 10 PeV. Analizzando tutti i dati su e intorno all’evento, i ricercatori hanno escluso la possibilità di un problema tecnico. Secondo loro, lo scenario più probabile è che quanto osservato sia il risultato dell’interazione di un neutrino astrofisico in prossimità del rilevatore. Nonostante siano particelle “fantasma” – senza carica elettrica, con massa quasi zero e poco propense a interagire – i neutrini possono essere “visti” quando incontrano un’altra particella, generando una piccola pioggia di muoni e fotoni che emettono un debole ma rilevabile bagliore.

Il mistero continua

Oltre a ufficializzare il nuovo record di energia, i ricercatori hanno cercato di inserire il neutrino rilevato nel contesto generale della fisica delle particelle. Gli studi finora suggeriscono la presenza di un nuovo componente o processo che produce neutrini ad altissima energia, rispetto ai meccanismi già noti che spiegano i neutrini rilevati fino ad oggi.

I principali sospettati sono i ‘neutrini cosmici’, prodotti dall’interazione dei raggi cosmici con lo sfondo cosmico a microonde, ma esistono anche ipotesi alternative. Ad esempio, la scoperta potrebbe rappresentare il primo segnale di un’intera famiglia sconosciuta di oggetti astrofisici che emettono neutrini ad altissima energia. Oppure potrebbe derivare dall’espulsione dall’ambiente estremo di un centro galattico, da un’esplosione di raggi gamma emessi da stelle in fase di esplosione o da un’interazione con lo sfondo cosmico a microonde.

C’è ancora molta ricerca da fare, ma secondo gli autori dello studio, due cose sono già certe: la prima è che il neutrino ha sicuramente origine all’interno della Via Lattea, provenendo da un luogo estremo e molto lontano. La seconda è che è fondamentale perfezionare lo studio della traiettoria del neutrino per determinare il suo esatto punto di origine.