Un neutrino dal potenziale rivoluzionario, il più energetico mai rilevato, è stato intercettato dal telescopio sottomarino KM3NeT, situato al largo delle coste siciliane. Questa scoperta apre una nuova finestra di osservazione sull’universo, proiettando l’astrofisica delle particelle verso territori inesplorati. La prestigiosa rivista Nature ha dedicato la copertina a questo straordinario evento scientifico.
Il neutrino cosmico, denominato KM3-230213A, possiede un’energia record di 220 milioni di miliardi di elettronvolt (220 PeV), un valore impressionante se paragonato ai 20.000 volte inferiori prodotti dall’acceleratore di particelle più potente al mondo, il Large Hadron Collider (LHC) del CERN. La scoperta è stata resa possibile grazie alla collaborazione internazionale KM3NeT, che coinvolge 360 scienziati di 68 istituzioni distribuite in 22 Paesi. In Italia, il progetto è sostenuto dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), con il supporto del Ministero dell’Università e della Ricerca e della Regione Sicilia.
Il telescopio KM3NeT, con il suo rivelatore ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss), si trova a 3.450 metri di profondità, a circa 80 chilometri da Portopalo di Capo Passero. Il suo compito è intercettare i neutrini cosmici grazie alla luce “Cherenkov”, un debole bagliore bluastro emesso quando queste particelle attraversano l’acqua. Il neutrino record è stato rilevato il 13 febbraio 2023, ma la sua conferma ha richiesto 2 anni di rigorose analisi.
“Abbiamo trovato qualcosa che non ci aspettavamo“, ha dichiarato Luigi Antonio Fusco dell’Università di Salerno e INFN durante la conferenza stampa organizzata da Nature.
Gli scienziati ipotizzano che il neutrino non abbia origine nella nostra galassia, ma la sua esatta provenienza rimane un enigma. “Si aprono nuovi scenari e nuove sfide per la fisica“, ha sottolineato Giacomo Cuttone dell’INFN. Nei prossimi anni, il telescopio KM3NeT verrà ulteriormente potenziato grazie ai fondi del PNRR, ampliando le capacità di rilevamento e contribuendo a decifrare i segreti dell’universo profondo.
Nel laboratorio sottomarino KM3Net a caccia di neutrini
Il telescopio per neutrini KM3NeT, attualmente in costruzione, è una gigantesca infrastruttura in acque profonde distribuita su due rivelatori ARCA e ORCA. Il rivelatore KM3NeT/ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) è dedicato principalmente allo studio dei neutrini di più alta energia e delle loro sorgenti nell’universo. Le sue unità di rivelazione (detection unit, DU), alte 700 metri, sono ancorate al fondale marino e posizionate a circa 100 metri di distanza l’una dall’altra. Ogni DU è dotata di 18 moduli ottici digitali (Digital Optical Module, DOM), ciascuno contenente 31 fotomoltiplicatori (photomultiplier). Nella sua configurazione finale, ARCA comprenderà 230 DU. I dati raccolti vengono trasmessi tramite un cavo sottomarino alla stazione di terra dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN.
Il rivelatore KM3NeT/ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss) è ottimizzato per studiare le proprietà fondamentali dei neutrini. Si trova a una profondità di 2450 metri, a circa 40 km dalla costa di Tolone, Francia. Sarà composto da 115 DU, ciascuna alta 200 metri, e distanziate fra loro di 20 metri. I dati raccolti da ORCA vengono inviati alla stazione di terra di La Seyne Sur Mer.
“Le dimensioni di KM3NeT, che nella sua configurazione finale – commenta Miles Lindsey Clark, KM3NeT technical project manager al momento della rivelazione – occuperà il volume di oltre un chilometro cubo per un totale di circa 200.000 fotomoltiplicatori, e la sua collocazione in un luogo estremo come gli abissi del Mar Mediterraneo, dimostrano gli straordinari sforzi sperimentali che sono necessari per far progredire l’astronomia dei neutrini e la fisica delle particelle. La rivelazione di questo evento è il risultato di un enorme impresa collaborativa di molti gruppi internazionali”.
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