Il telescopio KM3NeT rivela un neutrino di energia record nel mare della Sicilia

Per chi non ha consuetudine con queste unità di misura dell’energia possiamo assicurare che è proprio tanta roba, mai vista prima.

Ma cosa è successo, come mai questo neutrino, la più elusiva delle particelle elementari, era caricata con una quantità così mostruosa di energia, e infine perché andare sotto il mare per tre chilometri e mezzo per vederla, ci si può chiedere.

La copertina di Nature

Andando per gradi, occorre ricordare che i neutrini sono fra le particelle più abbondanti dell’universo, ce ne sono dappertutto emesse da fenomeni di vario tipo, hanno massa trascurabile, quasi nulla, e, come dice il nome stesso, sono perfettamente neutri elettricamente e tendono a non interagire con nessun’altra particella. In pratica possiamo pensare che viaggiano sempre lungo la loro traiettoria, alla velocità della luce, e oltrepassano qualunque corpo.

Per esempio, ad attraversare la nostra Terra un neutrino impiega meno di un ventesimo di secondo e poi se ne va: per lui, insomma, la materia è proprio trasparente. O quasi.

Raramente, molto raramente, interagisce con un’altra particella e ovviamente più denso è il mezzo attraverso cui passa più le speranze che un neutrino si decida a interagire con la materia sono alte. Ecco perché andare sotto acqua per tre chilometri e mezzo e impiantarci un particolarissimo telescopio, certo molto diverso da quelli, pur grandi e sofisticati cui siamo abituati.

Ci vogliono esperimenti di grandi dimensioni, come KM3NeT, che in fondo al mare ha dipanato delle sfere di oltre un metro di diametro, contenenti moduli ottici di rilevazione, fotomoltiplicatori per chi ne ha visti in altre occasioni.

Questi non vedono certo i neutrini, ma una particolare luce bluastra, la luce Cherenkov, che si produce quando un neutrino si decide a interagire con un qualche atomo di materia.

Ne è venuto fuori un segnale, un singolo muone prodotto dallo scontro, che ha attraversato l’intero rivelatore, facendo reagire più di un terzo dei suoi sensori.

“Per determinare la direzione e l’energia di questo neutrino [che ha provocato la reazione, ndr] è stata necessaria una calibrazione precisa del telescopio e sofisticati algoritmi di ricostruzione della traccia. Inoltre, questa straordinaria rivelazione è stata ottenuta con solo un decimo della configurazione finale del rivelatore, dimostrando il grande potenziale del nostro esperimento per lo studio futuro”, ha commentato Aart Heijboer, ricercatore di Nikhef national institute for subatomic physics, Paesi Bassi.

Questa singola osservazione apre la strada a diverse interpretazioni, tutte molto interessanti.” Il neutrino di altissima energia potrebbe provenire direttamente da un potente acceleratore cosmico. In alternativa, potrebbe essere la prima rivelazione di un neutrino proprio nato nel cosmo “spiega Rosa Coniglione, ricercatrice dell’Infn ai laboratori nazionali del Sud aggiungendo serenamente che è difficile trarre conclusioni sull’origine del neutrino rivelato, ma l’energia estremamente elevata lo colloca in una regione totalmente inesplorata, e quindi parte la rincorsa al prossimo evento che possa arricchire questa per ora molto smilza statistica.

Oltre 360 i ricercatori, ingegneri, tecnici, studenti di dottorato, che partecipano alla collaborazione KM2NeT da 21 Paesi, forte la partecipazione italiana da università, politecnici e laboratori dell’Istituto nazionale di fisica nucleare, Infn, che coordina la nostra partecipazione.

Ministero dell’Università, Regione Sicilia e Pnrr sono i finanziatori di questa bellissima impresa, che attende ancora il completamento ma già ha dato questo straordinario risultato.

La storia del neutrino, iniziata con a metà del secolo scorso, con Fermi e Majorana, continua con l’Italia sempre al top.