Un esperimento antartico trova delle particelle inspiegabili

Un esperimento antartico trova delle particelle inspiegabili
INFORMAZIONI SCHEDA
di

Quando i fisici rilevano dei neutrini ad alta energia, cercano immediatamente una sorgente molto potente che possa spiegarli. Gli esperimenti Anita e IceCube hanno rilevato delle particelle molto strane, dei neutrini particolarmente interagenti. Le spiegazioni standard non hanno funzionato e si iniziano a indagare soluzioni più esotiche.

I neutrini sono oggetti simili agli elettroni, ma con una massa molto più bassa (di cui recentemente abbiamo ottenuto un limite superiore) e carica elettrica nulla. Sono famosi per essere delle particelle estremamente elusive, interagiscono debolmente con la materia ordinaria; il Sole produce un flusso di neutrini che attraversano il nostro pianeta ogni secondo, lasciando pochissime tracce del loro passaggio.

L'esperimento IceCube cerca tracce di queste particelle rilevando i rari flash che i neutrini producono quando colpiscono le molecole di ghiaccio. Per circa un decennio ha raccolto centinaia di flash al giorno creando un vastissimo database, con informazioni su energia e direzione dei neutrini che passano per la Terra.

A 40 kilometri di altezza c'è un pallone a elio, il NASA Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA) che rileva i neutrini che collidono con gli atomi della nostra atmosfera. Già dai primi voli ha rilevato segnali da queste particelle molto energetiche.

I neutrini rilevati da ANITA sono molto socievoli, interagendo con gli atomi del nostro pianeta a un tasso molto più alto rispetto al solito.

"Comunemente i neutrini sono definiti come particelle elusive per la loro abilità di passare attraverso la materia senza colpire nessun atomo," spiega Alex Pizzuto dall'Università di Wisconsin-Madison. "Ma a queste energie, i neutrini sono come degli elefanti in una cristalleria, sono molto più propensi a interagire con le particelle della Terra."

Trovare questo tipo di particelle richiede delle spiegazioni; la prima domanda è quanto sono rari? I neutrini ad alta energia nascono nell'interazione tra i raggi cosmici e i nuclei degli atomi. I ricercatori hanno utilizzato dei metodi statistici per calcolare di quanti neutrini abbiamo bisogno per avere una buona possibilità che ANITA li riveli.

"Questo processo rende IceCube un tool importante per interpretare le osservazioni di ANITA, perché per ogni evento anomali rilevato da quest'ultimo, IceCube dovrebbe rilevarne molti di più," afferma Anastasia Barbano dell'Università di Ginevra. "In questo caso non è così".

Quindi quale spiegazione rimane?

Anche gli esperimenti migliori sono suscettibili ad errori. Qualche anno fa si parlava addirittura di neutrini più veloci della luce. La pubblicazione è disponibile su arXiv.org, dove riceverà la revisione della comunità scientifica. Se non ci sono errori allora bisogna considerare delle possibilità più fantasiose.

"La nostra analisi ha escluso l'unica spiegazione astrofisica del Modello Standard," dice Pizzuto. "Quindi, se gli eventi sono reali e non sono dovuti ad errori, potrebbero indicarci una fisica oltre il Modello Standard."

Ci sono moltissime domande, ma la ricerca è ancora nelle fasi iniziale. Con così tanto da imparare speriamo di avere presto nuovi indizi su una nuova fisica.

Quanto è interessante?
3