Gli scienziati hanno individuato una particella "fantasma" ad alta energia, incredibilmente minuscola chiamata neutrino che vola attraverso il ghiaccio antartico e hanno rintracciato le sue origini in un blazar specifico, hanno annunciato oggi, 12 luglio.
I fisici sono molto entusiasti del lavoro investigativo che ha parlato loro del luogo di nascita del neutrino. Ma che diamine è comunque un neutrino, e perché importa da dove proviene la cosa?
Un neutrino è una particella subatomica piccola come un elettrone, ma senza alcuna carica. Gli scienziati sanno che i neutrini hanno un po 'di massa, ma non riescono a stabilire esattamente quanto poco. Il risultato è che i neutrini tendono a dare ad altra materia la spalla fredda: non interagiscono molto spesso con ciò che li circonda, il che rende difficile per gli scienziati individuare. [Tracciare un Neutrino alla sua fonte: la scoperta in immagini]
Tuttavia, sono ovunque: il tuo corpo viene colpito da circa 100 trilioni di neutrini al secondo. E gli scienziati pensano che le strane particelle possano contenere la chiave di alcuni dei più grandi misteri dell'universo, incluso il motivo per cui la materia ha conquistato l'antimateria all'inizio del Big Bang.
"I neutrini sono fantastici", ha detto a Space.com Kate Scholberg, fisica delle particelle alla Duke University in North Carolina. È di parte, dal momento che ha trascorso la sua carriera a studiare le piccole cose, ma questo non le fa torto. "Dobbiamo capirli se vogliamo capire tutto".
La nuova ricerca è un piccolo passo per gli scienziati che sperano di fare proprio questo. La scoperta è iniziata all'Osservatorio Neutrino IceCube vicino al Polo Sud a settembre. Nel profondo della calotta glaciale antartica, una griglia di rivelatori ha tracciato il percorso di un singolo neutrino in 3D.
Il percorso era abbastanza chiaro che i fisici potevano seguire il viaggio del neutrino all'indietro in linea retta attraverso l'universo. In meno di un minuto, hanno chiesto agli astronomi di tutto il mondo di girare i loro telescopi in quella regione del cielo e notare se hanno visto qualcosa di intrigante. E certamente lo fecero: c'era un blazar, un'enorme fonte di luce ad alta energia chiamata raggi gamma, esattamente nello stesso quartiere, e gli scienziati furono in grado di confermare il blazar come fonte del neutrino.
Il processo è stato possibile perché i neutrini, come i fotoni di luce, possono attraversare distanze estremamente grandi nell'universo in linea retta, senza essere tirati fuori rotta. Altri tipi di particelle ad alta energia non possono farlo perché sono cariche. "Vengono qui confusi", ha detto a Space.com Greg Sullivan, un fisico dell'Università del Maryland che lavora con l'osservatorio Neutrino IceCube e che era coinvolto nella nuova ricerca. "Non possiamo rintracciarli da dove vengono."
La sfida ha irritato gli scienziati per circa un secolo, dal momento che significa che non sono in grado di identificare quale tipo di oggetti creano quale tipo di particella altamente carica. La frustrazione ha motivato gli scienziati ad aprire IceCube, l'unico rivelatore di neutrini abbastanza grande da catturare le particelle incredibilmente ad alta energia nate oltre la nostra galassia, nel 2010.
"I neutrini hanno promesso per qualche tempo di poter mappare il cielo come faresti con la luce ma a energie più elevate", ha detto Sullivan. "Possiamo porre domande o provare a rispondere a domande che altrimenti non potresti."
I neutrini a bassa energia sono già sfruttati dagli astronomi attraverso una rete gestita da Scholberg che è in attesa di utilizzare una raffica di neutrini per individuare la prossima supernova a collasso del nucleo nella Via Lattea.
Una simile supernova è stata osservata l'ultima volta nel 1987, prima che esistessero i moderni rivelatori di neutrini. Ma quando esplode il prossimo, Scholberg e i suoi colleghi vogliono usare l'esplosione di neutrini per avvisare gli astronomi in tempo per catturare la luce. I neutrini stessi avrebbero anche raccontato agli scienziati ciò che stava accadendo durante l'evento. "Si potrebbe effettivamente vedere nascere un buco nero nei neutrini", ha detto Scholberg.
Questo, come la nuova ricerca di Blazar, sarebbe una svolta in quella che gli scienziati chiamano astronomia multimessenger, che utilizza due o più diverse categorie di dati, come fotoni di luce, neutrini e onde gravitazionali. Più tipi di dati significano più informazioni generali su ciò che è accaduto.
"È come un grande enigma e stiamo cercando di riempire i pezzi", ha detto Sullivan. "Vedendo il quadro in entrambe energie diverse e particelle diverse, possiamo davvero provare a capire la fisica di ciò che sta accadendo."
Ma Sullivan e i suoi colleghi non si accontentano di fermarsi all'annuncio di oggi. "Questo è solo il primo passo", ha detto, aggiungendo che i fisici sperano di costruire un rivelatore di neutrini anche più grande di IceCube. "Abbiamo molto di più là fuori per imparare e vedere".
