Nuovo record di neutrini: gli scienziati si interrogano sulle fonti cosmiche!

Nuovo record di neutrini: gli scienziati si interrogano sulle fonti cosmiche!

Il rilevatore di neutrini IceCube, che si trova al Polo Sud e si estende fino a 2,5 chilometri nel ghiaccio, è utilizzato dal 2009 per ricercare le sorgenti dei raggi cosmici. Gli scienziati, compresi quelli dell'Università della Ruhr di Bochum, si trovano ad affrontare la sfida che la maggior parte dei neutrini rilevati provengono dall'atmosfera terrestre. Questo fatto rende difficile identificare chiaramente le sorgenti cosmiche. I neutrini sono conosciuti come “particelle fantasma” perché attraversano la materia senza interagire con essa. Ma recentemente IceCube ha fatto un progresso significativo: è stato rilevato un neutrino cosmico ad altissima energia con un’energia di 220 petaelettronvolt, ovvero 22 quadrilioni di volte l’energia di un elettrone. Questa scoperta è stata catturata dal Kilometer Cube Neutrino Telescope (KM3NeT) nel Mar Mediterraneo e rappresenta un nuovo record nell'astronomia dei neutrini, dopo che IceCube aveva precedentemente rilevato neutrini a 6,5 ​​petaelettronvolt e 10 petaelettronvolt.

I ricercatori continuano a lavorare intensamente per determinare l’origine di questi neutrini. L'origine del neutrino recentemente rilevato e il processo della sua generazione non sono attualmente chiari, le possibili fonti potrebbero essere buchi neri supermassicci attivi o esplosioni di supernova. Le particelle cariche, come i protoni, vengono deviate dai campi magnetici, rendendo difficile risalire alla loro origine. La prof.ssa Anna Franckowiak, che guida il gruppo di lavoro sull'astronomia multi-lunghezza d'onda e multi-messaggero, spera di scoprire una supernova nella Via Lattea che potrebbe produrre un gran numero di neutrini.

Miglioramento dei metodi di rilevamento

Per migliorare la rilevazione e l'analisi dei neutrini, il team di IceCube sta sviluppando nuove tecnologie. Nell’ambito della fase preliminare Gen2 dell’aggiornamento IceCube, la cui conclusione è prevista entro il 2024, vengono sviluppati sistemi di lettura intelligenti per la trasmissione dei dati nonché nuovi sensori ottici più potenti. Questi sensori possono raccogliere quasi tre volte più luce rispetto ai modelli attuali. Ulteriori progressi previsti sono l'uso di sensori da 24 pixel invece di sensori a pixel singolo e variatori di lunghezza d'onda per migliorare la trasmissione della luce.

I metodi di apprendimento automatico vengono utilizzati anche per classificare gli eventi dei neutrini in modo più efficiente. Queste tecnologie consentono il filtraggio accelerato dei dati rilevanti dalle misurazioni, consentendo al team di rendere più visibili anche i segnali deboli. Nel 2023 è stato reso visibile il segnale dei neutrini della Via Lattea, il che rappresenta un passo significativo nella ricerca.

La sfida dei raggi cosmici

Nonostante i suoi successi, in passato IceCube non è riuscita a scoprire una sorgente di neutrini dell’importanza richiesta. Una fonte è considerata provata solo se la probabilità di un'origine cosmica è 1:1,7 milioni (5 sigma). Finora, un neutrino con una probabilità di 3 sigma è stato assegnato a un blazar, altri neutrini rilevati nel 2022 e nel 2023 avevano rispettivamente probabilità di 3,2 sigma e 4,2 sigma, che erano associati a un nucleo galattico attivo. Tuttavia, la ricerca dell’origine di queste particelle rimane una sfida centrale.

La combinazione dei risultati di vari progetti di ricerca, come la già citata collaborazione con KM3NeT e i metodi di rilevamento migliorati, potrebbero in futuro far luce sul misterioso comportamento dei raggi cosmici. I ricercatori sono fiduciosi che gli ulteriori sviluppi dell'esperimento IceCube forniranno un contributo significativo alla nostra comprensione dell'universo.