Il suo nome significa letteralmente “piccoli neutroni“, sebbene poco o nulla abbia a che fare con quei costituenti di base dei nuclei atomici. Al contrario, i neutrini sono particelle individuali che viaggiano liberamente in tutto l’Universo.
Per molto tempo si pensava che i neutrini non avessero nemmeno la massa, anche se quell’idea è stata scartata dopo essere stata in grado di misurarla solo pochi anni fa. I neutrini sono così leggeri (circa un miliardesimo di atomo di idrogeno), che difficilmente interagiscono con il resto della materia, attraversandolo come se non esistesse.
La maggior parte di quelli che riceviamo sulla Terra (un flusso continuo di miliardi di loro per cm quadrato, che ci attraversa continuamente senza nemmeno accorgercene) provengono dal Sole. Ma c’è anche un “bagno di neutrini” dal Big Bang e che si estende in tutto l’Universo. Infine, numerosi eventi cosmici, dalle esplosioni di supernova ai giganteschi buchi neri supermassicci nel cuore di galassie distanti, producono anche ondate di neutrini, alcuni dei quali ci raggiungono sotto forma di raggi cosmici energetici.
A caccia di Neutrini
Tuttavia, quando si tratta di neutrini, le domande sono ancora molto più numerose delle risposte, quindi non sorprende che sofisticati strumenti di misurazione siano stati sviluppati per essere “cacciati” e scoprire i loro segreti. La cosiddetta “astronomia dei neutrini” è una delle branche più promettenti sia della fisica moderna che dell’astrofisica e della cosmologia.
Uno di questi strumenti, chiamato Antartic Impulsive Transient Antenna (ANITA), ha registrato nel 2018 una serie di raggi cosmici “atipici” che non possono essere spiegati nell’ambito della Fisica nota. Infatti, invece di venire dal cielo, le particelle catturate da ANITA sembravano provenire dal ghiaccio stesso, dal quale sono emerse anche con un’energia insolita. Fino a quel momento, i raggi cosmici non erano mai stati rilevati provenienti “dal basso”, cioè emergendo dal pianeta stesso.
Un errore nelle misure?
In un articolo pubblicato poi su Physical Review Letters, i ricercatori, guidati da Peter Gorham dell’Università delle Hawaii, si sono chiesti se potremmo affrontare un nuovo tipo di particella finora sconosciuto. Cosa può davvero essere? Forse la manifestazione di un evento cosmico finora sconosciuto? O forse una nuova e misteriosa particella non prevista nelle teorie e che apre le porte a una Nuova Fisica?
Altri esperti, come gli scienziati della collaborazione IceCube, che non hanno rilevato questi eventi, hanno concluso che si trattava di un errore nelle misurazioni. Ma la scommessa è troppo alta, quindi hanno ricontrollato i dati. Le conclusioni sono state appena pubblicate su arXiv.org.
L’esperimento Anita, una serie di antenne radio che pendono da una mongolfiera alta 37 chilometri, è stato costruito proprio perché era noto che i neutrini ad alta energia che attraversano il ghiaccio antartico producono indirettamente una serie di caratteristici impulsi radio. Ma durante i suoi voli, Anita ha rilevato, in due diverse occasioni, impulsi radio che, se i dati corretti, fossero stati prodotti con la forza da raggi cosmici di incredibile energia: 500.000 Tev (Teraelectronvolts), o cosa è lo stesso, oltre 38.000 volte più potente delle maggiori collisioni di particelle ottenute nel grande acceleratore adronico di Ginevra, l’LHC, che “solo” raggiunge energie di 13 Tev.
Una misurazione al di fuori dei grafici
Nel 2017, l’esperimento IceCube, anch’esso installato in Antartide, ha rilevato un neutrino cosmico con un’energia di 290 Tev (45 volte maggiore delle collisioni di protoni dell’LHC). Ma ciò che è stato registrato da Anita è uscito da tutta la grafica. E ha suggerito che “qualcosa” estremamente energico avrebbe potuto attraversare l’intero pianeta, un fenomeno che semplicemente non è consentito dal Modello Standard di Fisica, la grande teoria che riunisce tutte le particelle conosciute e le quattro forze, o interazioni, che li governano.
Infatti, i ricercatori di IceCube spiegano nel loro articolo, se l’errore è escluso, è impossibile spiegare i due eventi catturati da Anita senza ricorrere a nuove particelle, in particolare assioni, ipotetici componenti della materia oscura, o almeno ipotetiche particelle supersimmetriche, finora mai osservate in nessun laboratorio.
Inoltre, è stato impossibile trovare una fonte associata ai dati di Anita e il rivelatore IceCube stesso non ha registrato nessuno dei due eventi straordinari. Quindi la domanda rimane aperta… Un semplice errore o la visione di una nuova fisica sconosciuta? Solo il tempo e i nuovi rilevamenti lo diranno.