Il verdetto è arrivato: la particella ‘fantasma’, ciò che avevamo visto schiantarsi sulla Terra con un livello di energia senza precedenti non è frutto di problema tecnico o di un errore. È una particella reale, un neutrino cosmico. La conferma ufficiale dei sospetti è appena stata pubblicata su Physical Review X dal team di ricercatori che, bando agli iniziali entusiasmi, per primo si è preso la briga di combinare le osservazioni di più telescopi per caratterizzare lo spettro ad altissima energia. Il loro lavoro non serve solo a chiarire la dinamica del singolo evento, ma ci aiuta ad acquisire conoscenze sugli oggetti più estremi che popolano l’Universo
Piovono muoni e fotoni
La scoperta che oggi si annuncia, inizia 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 che attorno ai soliti 10 PeV. Analizzando tutti i dati su e intorno all’evento, i ricercatori hanno escluso la possibilità di un problema tecnico. A loro avviso lo scenario più probabile è che quanto osservato sia il risultato dell’interazione di un neutrino astrofisico in prossimità del rilevatore. Pur trattandosi di particelle “fantasma” – senza carica elettrica, con massa quasi zero e poco propensi a interagire – anche i neutrini possono essere “visti”. Per esempio quando incontrano un’altra particella e si crea una piccola pioggia di muoni e fotoni che emettono un bagliore debole ma rilevabile da uno strumento sensibile come KM3NeT.
Il mistero continua
Oltre a ufficializzare il nuovo record di energia, i ricercatori hanno anche provato a inserire il neutrino rilevato nel quadro generale di quanto finora si sa della fisica delle particelle. Gli studi compiuti finora sembrano suggerire la presenza di un nuovo componente o processo che produce neutrini ad altissima energia, rispetto ai processi già relativamente noti che spiegano i neutrini rilevati finora.
I primi sospettati sono i ‘neutrini cosmici’ prodotti dall’interazione dei raggi cosmici con lo sfondo cosmico a microonde, ma esistono anche ipotesi alternative. Per esempio, la new entry nello scenario delle particelle potrebbe essere il primo segnale della presenza di un’intera ignota famiglia di oggetti astrofisici che emettono neutrini ad altissima energia. Oppure il risultato dell’espulsione dall’ambiente estremo di un centro galattico, di una esplosione di raggi gamma emessi dalle stelle che esplodono o di un’interazione con lo sfondo cosmico a microonde.
C’è ancora molta ricerca da fare ma secondo gli autori dello studio due cose certe ci sono già. La prima è che il neutrino ha avuto sicuramente origine all’interno della galassia della Via Lattea, da qualche parte estrema e molto lontana. La seconda è che bisogna perfezionare lo studio della traiettoria del neutrino perché ci serve capire il suo esatto punto di origine.
