I ricercatori rilevano per la prima volta “particelle fantasma” dalla Via Lattea

Con l’aiuto di un gigantesco cubetto di ghiaccio al Polo Sud, i ricercatori hanno rilevato per la prima volta neutrini dalla Via Lattea. È molto difficile rintracciare le “particelle fantasma”.

Antartide – In Antartide, vicino alla stazione Amundsen-Scott South Pole, c’è un insolito strumento scientifico nel ghiaccio eterno: l’Ice Cube Neutrino Observatory. Il sistema di rilevamento è proprio quello che dice il suo nome: un cubetto di ghiaccio. Il suo bordo è lungo 1 chilometro, quindi contiene 1 chilometro cubo di ghiaccio. In esso, la scienza osserva qualcosa di molto speciale: i neutrini.

Queste particelle elementari elettricamente neutre sono estremamente volatili: difficilmente interagiscono con la materia ordinaria. Corrono inosservati, motivo per cui vengono chiamati “particelle fantasma”. Per essere in grado di rilevare particelle volatili, è necessaria quanta più materia che sia pura possibile e possa interagire con i neutrini. Uno di questi materiali è l’acqua, di cui l’Antartide dispone di ampie riserve in forma congelata.

Le “particelle fantasma” della Via Lattea corrono sul ghiaccio ed emettono luce

Quando un neutrino interagisce con una molecola d’acqua, vengono create particelle elettricamente cariche che corrono attraverso il ghiaccio quasi alla velocità della luce ed emettono luce nel processo: la radiazione Cherenkov. Questa radiazione viene catturata dal gigantesco rilevatore IceCube in Antartide utilizzando 5160 fotointensificatori. E non è tutto: i ricercatori possono anche determinare da quale direzione proviene la luce, un’indicazione della direzione da cui provengono i neutrini.

Finora IceCube è stato in grado di rilevare solo neutrini ad alta energia provenienti da galassie lontane, ma ci si aspettava che neutrini ad alta energia e raggi gamma fossero prodotti anche nella nostra Via Lattea dall’interazione dei raggi cosmici con gas e polvere. Quest’ultimo è già stato dimostrato, ma la ricerca dei neutrini della Via Lattea finora non ha avuto successo.

Tuttavia, il mio gruppo di ricerca è riuscito a rilevare per la prima volta neutrini ad alta energia dalla Via Lattea. Fino ad ora, gli astronomi hanno cercato invano, poiché i neutrini vengono prodotti anche nell’atmosfera terrestre: questo rumore si sovrappone a un segnale proveniente dalla Via Lattea, che i ricercatori stavano cercando da molto tempo.

I ricercatori scoprono i neutrini dalla Via Lattea: un nuovo metodo di ricerca

Il rilevamento è reso possibile da un metodo basato sull’apprendimento automatico sviluppato principalmente presso TU Dortmund. “Questi metodi migliorati significano che siamo stati in grado di utilizzare circa dieci volte più neutrini rispetto a prima e con una migliore precisione direzionale”, spiega all’agenzia di stampa Mirko Honnefeld della TU Dortmund. dpa. “Nel complesso, la nostra analisi è stata tre volte più sensibile rispetto ai precedenti metodi di ricerca”. Oltre al nuovo metodo, i ricercatori hanno filtrato i dati provenienti dalla direzione del centro della Via Lattea. I risultati dello studio sono stati nel diario Scienze pubblicato.

I nuovi dati di IceCube forniscono la prima immagine della Via Lattea come apparirebbe se si potessero vedere i neutrini. “Questa immagine conferma le nostre precedenti conoscenze sulla Via Lattea e sui raggi cosmici”, conferma alla dpa il ricercatore di IceCube Steve Sclafani. In futuro, verranno raccolti più dati e i metodi saranno migliorati. “Questo ci dà un’immagine con una risoluzione migliore che mai”, afferma Denise Caldwell. Successivamente, i ricercatori vogliono sapere esattamente da dove provengono i neutrini. “Naturalmente, speriamo anche di scoprire strutture precedentemente sconosciute e mai viste prima nella nostra Via Lattea”, continua Caldwell. (scheda/dpa)