Scoperto un neutrino ad alta energia nel Mediterraneo

Il rinvenimento è parte del progetto di ricerca KM3NeT che accomuna Italia, Francia e Olanda

Parlare di universo vuol dire parlare di enigmi, di materia oscura, di onde gravitazionali, di buchi neri, di relatività e di tanto altro ancora che sta dietro le origini della nostra esistenza. La parola greca Kosmos racchiude in sé il significato di “bello, di ordinato, pulito, armonico” e – come sostiene Papa Francesco – “Dio ha creato l’universo e l’ha affidato alle cure dell’uomo”. Spetta a noi preservarlo e cercare di comprendere le meraviglie che cela. Una nuova ricerca getta luce sui misteri che ci circondano e dei quali non abbiamo molta consapevolezza. Il telescopio sottomarino KM3NeT,posizionato a circa 80 km al largo della costa di Portopalo di Capo Passero in Sicilia, ha catturato un neutrino ad alta carica energica. Ciò è stato possibile grazie ad una vasta rete di fotomoltiplicatori di cui questo strumento è investito, capaci di registrare deboli emissioni luminose nei fondali marini. Il telescopio si trovava ad una profondità di 3500 metri, dove l’unica fonte luminosa era generata dalla particella energetica che attraversava l’acqua al momento del rilevamento, viaggiando ad una velocità superiore alla velocità della luce nell’acqua. La sua luminosità, intercettata dal telescopio sotto forma di un bagliore bluastro, era emanata in particolare da un muone, cioè da un elemento dello stesso neutrino ad alta energia che ha interagito con un’altra particella. Il telescopio è dotato di due rilevatori: Arca e Orca. Arca (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) è dedicato allo studio dei neutrini ad alta energia e alle loro sorgenti nello spazio. È ancorato nelle acque mediterranee, consta di 18 moduli ottici digitali, ciascuno contenente 31 fotomoltiplicatori. I dati raccolti sono trasmessi con un cavo alla stazione di terra dei Laboratori Nazionali del Sud dell’Infn. Il rilevatore Orca (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), ancorato alle coste francesi di Tolone, si occupa di indagare le caratteristiche interne di questo minuscolo corpo scoperto nel Mediterraneo, unico nel suo genere e il primo al mondo. Il telescopio, che ha fatto tale scoperta, è nato nell’ambito del progetto internazionale KM3NeT, finalizzato a condurre indagini sui neutrini cosmici ad alta energia, che attraversano indisturbati grandi spessori, se non addirittura pianeti e che, quindi, sono difficili da osservare. I neutrini sono solitamente corpi misteriosi, con una massa piccolissima, con una scarsa carica elettrica e con una ridotta capacità di interazione con la materia. Sono quindi “messaggeri cosmici speciali”, che vengono da lontano e ci indicano la direzione della loro sorgente. Tra i co-fondatori di KM3NeT c’è l’Istituto di Fisica Nucleare di Roma, che collabora con il Centre National de la Recherche Scientifique di Parigi e il National Institute for Subatomic di Amsterdam. Una cooperazione italo-franco-danese che si giova anche dei finanziamenti del Miur e dell’UE, oltre che del sostegno della Regione Sicilia, presso le cui coste è avvenuto il ritrovamento. L’alta energia contenuta in questa particella rende difficile capire da dove provenga, per cui sono state avanzate varie ipotesi. È possibile che nella Via Lattea ci sia qualcosa che non conosciamo, che esista una nuova galassia da cui proviene questo neutrino, oppure che quest’ultimo sia stato generato dall’interazione tra un raggio cosmico energetico e un fotone. Un dato certo è che nello spazio vengono generati neutrini con energie tanto elevate. L’elemento è stato indicato come KM3-230213A e ha un’energia di 220 milioni di miliardi di elettronvolt (220 PeV). I ricercatori l’hanno rilevato due anni fa ma hanno diffuso solo ora la notizia, dopo aver compiuto una serie di analisi. In base alle caratteristiche della radiazione luminosa, intercettata dai fotomoltiplicatori, si potrà risalire al tipo di particella che la produce, alla sua energia e alla sua direzione. Questo “messaggero” proveniente da zone inesplorate “apre una nuova finestra di osservazione sull’universo” ha riferito Paschal Coyle del Centro di fisica delle particelle del Cnrs di di Marsiglia. “Un’energia così elevata non è semplice da inquadrare nella nostra galassia: si aprono nuovi scenari” e adesso “la sfida è comprendere possibili meccanismi che possano averlo generato” ha dichiarato Giacomo Cuttone, responsabile nazionale dell’Infn per KM3Net. Rosa Coniglione, ricercatrice dell’Infn ai Laboratori Nazionali del Sud e vicecoordinatrice della collaborazione KM3NeT al momento della scoperta, ha affermato che “l’energia estremamente elevata lo colloca in una regione totalmente inesplorata, di estremo interesse per la scienza. Future osservazioni di altri eventi di questo tipo serviranno per costruire un chiaro quadro interpretativo“. Per il presidente dell’Infn Antonio Zoccoli il risultato è “un orgoglio per la ricerca italiana” e dimostra l’importanza di avere a disposizione una strumentazione adeguata. Il telescopio non è ancora completo ma, quando lo sarà, potrà osservare altre particelle simili e risalire alla loro provenienza. La rivista internazionale Nature ha dedicato ampio spazio a questo rinvenimento. Si spera che i neutrini possano essere un nuovo canale per la scoperta dell’universo.