La scoperta di Halzen ha gettato le basi per un tipo di astronomia totalmente nuovo. I neutrini cosmici, per le loro proprietà, sono inafferrabili e in grado di viaggiare attraverso galassie, stelle e ogni tipo di materia senza essere assorbiti o deviati. Per questo possono essere considerati dei messaggeri: arrivano dagli angoli più remoti dell’Universo e portano con sé informazioni che, altrimenti, non sarebbero mai giunte sulla Terra.
Sono le particelle più inafferrabili dell’Universo: elettricamente neutre, con una massa quasi inesistente e, per questo, in grado di attraversare pianeti, stelle, corpi umani e ogni tipo di materia senza essere in alcun modo percepite e senza lasciare traccia. Si chiamano neutrini cosmici e la loro scoperta si deve al belga Francis Halzen, premiato il 6 ottobre con il Premio Nobel per la Fisica 2026. Lo scienziato, 82 anni, ha ricevuto il riconoscimento per "i suoi contributi decisivi all'esperimento IceCube", il più grande osservatorio per i neutrini del mondo che si trova nei ghiacci dell' Antartide e che nel 2018 è riuscito a catturare queste particelle che arrivano dal cosmo.
Cosa sono i neutrini cosmici
Grazie alla scoperta dei neutrini ad alta energia che arrivano dal cosmo, inseguita in tutto il mondo per decenni, le ricerche di Halzen hanno gettato le basi per un tipo di astronomia completamente nuovo. Ma di cosa si tratta esattamente? Un neutrino, come anticipato, è una particella elettricamente neutra, con una massa piccolissima che interagisce molto raramente con la materia. Per questo può attraversare pianeti, stelle e intere regioni dell'Universo quasi senza essere deviato o assorbito. Ed è questa sua caratteristica a renderlo unico e di fondamentale importanza per gli studi di astronomia: basti pensare che persino la luce può essere assorbita o deviata, mentre un neutrino cosmico si può muovere indisturbato ovunque e arrivare sulla Terra portando con sé informazioni dirette dalla sua sorgente.
L’intuizione di Halzen
Francis Halzen, che tra il 1969 e il 1971 ha lavorato come collaboratore scientifico al Cern, è poi diventato professore alla University of Wisconsin-Madison e Principal Investigator dei progetti Amanda e IceCube. Proprio quest’ultimo progetto gli ha portato il premio più prestigioso: Halzen ha infatti avuto l'idea di utilizzare un enorme volume di ghiaccio antartico come rivelatore e, nel 2018, è riuscito a catturare le particelle più inafferrabili del cosmo. IceCube utilizza circa un chilometro cubo di ghiaccio, con migliaia di sensori ottici inseriti in profondità: nei rarissimi casi in cui un neutrino interagisce con una particella nel ghiaccio, può produrre particelle secondarie che emettono una debole luce, chiamata radiazione Cherenkov. A quel punto, i sensori ottici registrano questi lampi e, ricostruendoli, permettono agli scienziati di determinare energia e direzione del neutrino.
L’importanza della scoperta
Come commentato da molti altri scienziati dopo il Nobel assegnato a Halzen, la scoperta dei neutrini cosmici ha gettato le basi per un tipo di astronomia completamente nuovo. Questo perché bisogna pensare ai neutrini cosmici come a una specie di messaggero che arriva dagli angoli più remoti dell’Universo e che porta con sé informazioni importanti. I neutrini escono da sorgenti che l’uomo, dalla Terra, non riesce a studiare e, arrivando fino a noi senza essere assorbiti, deviati o bloccati, ci portano informazioni dirette. Molti eventi del cosmo sono stati studiati attraverso la luce che però non sempre riesce a raggiungere la Terra, come nel caso dei buchi neri. I neutrini, al contrario, sono in grado anche di passare nelle vicinanze di un buco nero, attraversare una galassia e la Terra fino ad arrivare all’osservatorio IceCube. Lo studio dei neutrini cosmici, quindi, può portare a capire gli stessi buchi neri, a risolvere alcune domande ancora aperte della fisica e, specialmente, a capire da dove provengono le particelle più energetiche dell’Universo.
