Da oltre un decennio, gli scienziati si confrontano con un enigma che sembra mettere in discussione le leggi fondamentali della fisica.
Le onde radio insolite furono captate per la prima volta dall’esperimento ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna), un progetto della NASA che ha utilizzato palloni stratosferici per sorvolare l’Antartide tra il 2006 e il 2016. ANITA era stato concepito per individuare neutrini ad energie mai osservate prima, sfruttando la capacità di queste particelle di generare brevi impulsi radio quando interagiscono con il ghiaccio antartico. Tuttavia, durante questa caccia, gli strumenti rilevarono impulsi radio che sembravano provenire da angolazioni molto più ripide sotto l’orizzonte rispetto a quanto previsto.
Il mistero principale consiste nel fatto che queste onde radio sembrano aver attraversato migliaia di chilometri di crosta terrestre, un percorso che la materia solida dovrebbe assorbire completamente. Questo fatto ha indotto il team di ANITA a ipotizzare che i segnali non possano essere spiegati con il modello standard della fisica delle particelle.
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Investigazioni e conferme con altri strumenti
Per chiarire l’origine di questi segnali, sono stati condotti studi di approfondimento con altri rilevatori, tra cui il Pierre Auger Observatory in Argentina, uno dei più grandi osservatori di raggi cosmici al mondo. Pubblicati a marzo sulla rivista Physical Review Letters, i risultati non hanno confermato la presenza degli stessi segnali anomali, suggerendo che l’evento potrebbe non essere riproducibile o comune.
Stephanie Wissel, coautrice dello studio e docente di fisica e astrofisica alla Pennsylvania State University, ha spiegato: «I dati raccolti finora indicano che esperimenti come quello del Pierre Auger non hanno osservato segnali simili, il che non implica necessariamente nuova fisica ma aggiunge complessità alla questione».
Anche l’IceCube Experiment, un rilevatore di neutrini situato sotto il ghiaccio antartico, ha cercato di intercettare tracce di questi segnali. La sua sensibilità avrebbe dovuto rilevare neutrini corrispondenti agli eventi di ANITA, ma non è stato così, rafforzando l’ipotesi che non si tratti di neutrini convenzionali.
I neutrini rappresentano una delle frontiere più complesse della fisica moderna. Queste particelle, considerate “fantasma” per la loro capacità di attraversare intere galassie senza interagire, sono studiate per comprendere meglio i raggi cosmici, i più energetici e misteriosi messaggeri provenienti dall’universo. I raggi cosmici, costituiti principalmente da protoni e nuclei atomici, vengono accelerati da fenomeni cosmici estremamente potenti, ancora in parte sconosciuti.
ANITA era progettato per identificare i neutrini a energie ultrahigh, cercando gli impulsi radio generati quando un neutrino interagisce con gli atomi del ghiaccio. Tuttavia, i segnali rilevati, caratterizzati da un angolo di incidenza di circa 30 gradi sotto l’orizzonte, sono troppo “ripidi” per essere compatibili con neutrini che attraversano la Terra secondo il modello standard. I neutrini, infatti, possono penetrare solo per pochi gradi sotto l’orizzonte prima di essere assorbiti.
Un’ipotesi avanzata riguarda i neutrini tau, particelle che possono rigenerarsi durante il loro decadimento, producendo un effetto a cascata. Tuttavia, la geometria degli impulsi osservati non corrisponde alle previsioni: i neutrini tau dovrebbero emergere da angoli molto più vicini all’orizzonte, non così profondi come quelli registrati.
Prospettive future con nuovi strumenti
L’incertezza sull’origine di questi segnali stimola la comunità scientifica a sviluppare nuovi strumenti più sensibili e capaci di raccogliere dati più dettagliati. Tra questi, PUEO (Payload for Ultra-High Energy Observations) è un progetto in fase di realizzazione che prevede il lancio di un pallone stratosferico su lunga durata in Antartide, con sensibilità dieci volte superiore a quella di ANITA.
Stephanie Wissel ha sottolineato come PUEO, previsto per il prossimo dicembre, possa finalmente fornire risposte importanti: «Con una sensibilità aumentata, potremo comprendere meglio questi segnali anomali, distinguere il rumore di fondo e, in ultima analisi, rilevare neutrini ultrahigh energy».