Sette anni di raccolta dati, un team composto da ricercatori provenienti da tutto il mondo e un esperimento, “IceCube“ che dà la caccia a una particella presente in ogni luogo dell’universo ma così sfuggente da essere ancora un rompicapo per la scienza. E’ proprio grazie a questi dati che la caccia si è fatta ancora più intrigante, i ricercatori infatti hanno identificato due neutrini ad alta energia provenienti da una direzione inaspettata.
Ma cos’è questa misteriosa particella?
Il neutrino, una delle particelle più elusive presenti nel Modello Standard.
Del neutrino ne conosciamo tre specie diverse: elettronico, muonico e tauonico che variano a seconda del leptone che accompagna il neutrino stesso. Per mezzo dell’interazione debole che è la sola forza che i neutrini “sentono” possono trasformarsi nei loro leptoni partner.
La massa dei neutrini non è zero, ma è piccolissima. Per ora abbiamo dei limiti superiori, il neutrino elettronico, ad esempio, ha una massa di 1/50000 di quella del suo partner, l’elettrone.
L’apparato rilevatore di particelle, l’IceCube Neutrino Detector è un rivelatore di neutrini installato presso una stazione scientifica nel Polo Sud. E’ stato realizzato immergendo a diverse profondità, che variano da 1,45 km e 2,45 km, dei rivelatori sferici nei quali sono alloggiati dei fotomoltiplicatori (PMT). Tali sensori sono disposti in pozzi verticali di sessanta moduli ognuno. I pozzi vengono costruiti usando un “trapano” a forma di cono che spruzza acqua calda.
Ma l’IceCube Neutrino Detector non è l’unica macchina che riesce a catturare i Neutrini, a un’altitudine di quasi 40 chilometri sopra l’Antartico c’è un dispositivo chiamato “ANITA”(the ANtarctic Impulsive Transient Antenna)sospeso ad un pallone ad elio.
ANITA, già dai suoi primi voli negli ultimi due anni ha individuato con successo diversi lampi che rivelano particelle molto energetiche. Stranamente, due dei segnali catturati non provengono dal cielo, ma hanno attraversato quasi tutto il nostro pianeta.
Se questi neutrini molto energetici fossero piovuti dal Sole non sarebbe stato strano ma se hanno realmente attraversato quasi tutto il pianeta, questo è incompatibile con la loro energia. Come spiega l’astrofisico Alex Pizzuto dell’Università del Wisconsin-Madison negli Stati Uniti “i neutrini sono come Tori in un negozio di porcellane: ad alte energie è più probabile che interagiscano con la materia che attraversano e i due neutrini catturati non sono spiegabili“.
I neutrini ad alta energia tendono a nascere nelle interazioni tra i raggi cosmici e i nuclei atomici, prima di ricevere una forte spinta da forti campi magnetici in profondità nel cosmo.
I ricercatori hanno calcolato quanti neutrini ad alta energia occorrerebbero per avere buone probabilità che ANITA li individuasse e hanno analizzato i dati di IceCube per trovare potenziali eventi cosmici ad alta intensità per spiegarne l’alta energia. “Per ogni evento anomalo che ANITA rileva, IceCube dovrebbe rilevare molti, molti di più“, afferma il fisico Anastasia Barbano dell’Università di Ginevra in Svizzera.
Ma non è stato così.
Forse si tratta di un rilevamento errato?
Non sarebbe la prima volta, meno di dieci anni fa si era creduto di avere misurato neutrini più veloci della luce tra il CERN ed il Gran Sasso ma c’era stato un errore di calibratura degli strumenti.
Forse ci troviamo davanti a nuove possibilità che potrebbero fornire ulteriori elementi al Modello Standard oppure costringerci a rivederlo. “La nostra analisi ha escluso l’unica spiegazione degli eventi anomali registrati da ANITA fornita del Modello Standard “, afferma Pizzuto.
“Quindi se l’osservazione verrà confermata e non si tratta solo di errori degli strumenti, potremmo dover rivedere la fisica del modello standard“.
Non sappiamo cosa ha prodotto i due neutrini ad alta energia, forse interazioni con la materia oscura, o con particelle ancora sconosciute, la ricerca ci stupirà ancora.
Il documento prestampato è disponibile su arXiv.org.
