Scoperto in mare il neutrino più energetico mai osservato: «Un evento straordinario»

Nel profondo del Mar Mediterraneo, nascosto tra le acque oscure al largo delle coste siciliane, un gruppo di scienziati ha registrato qualcosa di straordinario: il neutrino più energetico mai rilevato sulla Terra. Un messaggero cosmico, partito da chissà quale angolo remoto dell’universo, ha viaggiato per miliardi di anni fino a essere intercettato dai sofisticati strumenti dell’osservatorio ARCA, parte del progetto internazionale KM3NeT. Il telescopio sottomarino per neutrini KM3NeT ha osservato un evento compatibile con un neutrino di energia eccezionale, la più alta finora misurata per questo genere di eventi.

«La straordinaria scoperta di questo neutrino, il più energetico mai osservato, apre molti interrogativi, a partire da quello sul meccanismo che lo ha generato: non si può escludere che ci troviamo davanti a fenomeni ancora sconosciuti», dice Annarita Margiotta, professoressa al Dipartimento di Fisica e Astronomia «Augusto Righi» dell’Università di Bologna, coordinatrice del gruppo di ricerca bolognese di KM3NeT e Chair Person del Publication Committee della collaborazione internazionale.

A catturare questo evento finora unico è stato il telescopio per neutrini KM3NeT/Arca: una gigantesca infrastruttura installata a circa 3.500 metri di profondità al largo di Portopalo di Capo Passero, in Sicilia.

I neutrini: i fantasmi dell’universo

I neutrini sono particelle sfuggenti. Sono così piccoli e privi di carica elettrica che attraversano pianeti, stelle e persino il nostro corpo senza che ce ne accorgiamo. Ogni secondo, miliardi di neutrini ci attraversano senza lasciare traccia. Per questo motivo, catturarne uno è come riuscire ad afferrare un ago nel buio totale.

Per intercettarli l’esperimento KM3NeT utilizza l’acqua di mare come mezzo di interazione: i suoi moduli ottici ad alta tecnologia rivelano infatti la «luce Cherenkov», un bagliore che si genera durante la propagazione nell’acqua delle particelle ultrarelativistiche prodotte nelle interazioni dei neutrini. È quello che è accaduto il 13 febbraio 2023: il rivelatore Arca ha registrato un evento (denominato KM3-230213A) compatibile con un neutrino dall’energia stimata di circa 220 PeV (220 milioni di miliardi di elettronvolt). Per avere un’idea, questa è un’energia 10.000 volte superiore a quella delle particelle accelerate nel più potente acceleratore di particelle del mondo, il Large Hadron Collider di Ginevra.

Un viaggio cosmico da record

Da dove viene questo neutrino? Gli scienziati non lo sanno con certezza, ma le ipotesi più affascinanti puntano a buchi neri supermassicci attivi in galassie lontanissime.

Questi mostri cosmici, divorando materia, scagliano getti di energia incredibili nello spazio, capaci di generare neutrini come quello appena rilevato.

L’aspetto più incredibile è il viaggio che questo neutrino ha compiuto. Potrebbe essere partito miliardi di anni fa, prima ancora che il nostro Sole esistesse. Ha attraversato il vuoto intergalattico senza mai rallentare, fino a quando, in un punto casuale del Mediterraneo, si è scontrato con una particella e ha rivelato la sua presenza ai ricercatori.

Quello avvistato nelle nostre acque, oltre a essere il neutrino più energetico mai registrato, apre la porta a una nuova era dell’astrofisica. Se riusciamo a individuare più neutrini di questo tipo, potremo usarli come spie naturali per svelare i misteri dell’universo.

Ci aiuteranno a capire cosa accade vicino ai buchi neri, come si formano le galassie, e perfino a testare i limiti delle leggi della fisica. Insomma, i neutrini potrebbero diventare gli “occhi” con cui osserviamo fenomeni che la luce stessa non può rivelare.

Scoperte sotto il mare

ARCA è solo una parte del progetto KM3NeT, un ambizioso esperimento che prevede la costruzione di enormi rivelatori di neutrini nelle profondità marine. Grazie a queste strutture, gli scienziati sperano di catturare altri segnali da eventi catastrofici nello spazio, come l’esplosione di stelle o la fusione di stelle di neutroni.

Questa scoperta è solo l’inizio. Il neutrino ultra-energetico scoperto sotto il Mediterraneo ci ha lanciato una sfida: capire il suo viaggio e decifrare il suo messaggio. E forse, grazie a lui, potremo finalmente scrivere un nuovo capitolo nella storia dell’universo.