“Per i contributi decisivi all’IceCube Neutrino Observatory e alla scoperta di neutrini ad alta energia di origine astrofisica“, con queste parole è stato assegnato il Nobel per la fisica a Francis Halzen
“Francis Halzen ha guidato un team internazionale di ricercatori e ingegneri che ci ha fornito uno strumento fantastico. La sua tenacia e la sua visione scientifica hanno aperto la strada a un nuovo tipo di astronomia”, ha affermato Mark Pearce, presidente del Comitato Nobel per la Fisica annunciando il vincitore del prestigioso premio del 2026. Il fisico Francis Halzen, fresco vincitore del Nobel, comprese che il ghiaccio al Polo Sud poteva essere utilizzato per tracciare le particelle note come neutrini. La sua visione e la sua leadership scientifica sono state fondamentali per l’IceCube Neutrino Observatory, un chilometro cubo di ghiaccio dotato di sensori di luce. Grazie a IceCube, i ricercatori possono catturare i neutrini provenienti da processi ad altissima energia nell’universo remoto.
I neutrini
I neutrini sono ovunque, ma non si manifestano. Attraversano la Terra e i nostri corpi senza che ce ne accorgiamo. Molto raramente, un singolo neutrino interagisce con un nucleo atomico, rendendo possibile la loro rilevazione per chi possiede l’attrezzatura adeguata. Gli scienziati sanno da tempo che il cosmo contiene acceleratori di particelle naturali, che emettono particelle con energie fino a un milione di volte superiori a quelle raggiungibili nei laboratori terrestri. Molti aspetti di queste sorgenti rimangono misteriosi: cosa sono, dove si trovano e quali sono i processi principali che avvengono al loro interno? I neutrini, particelle con energie estremamente elevate, vengono creati negli stessi ambienti in cui si formano altri tipi di particelle. Tuttavia, a differenza di queste ultime, i neutrini ci raggiungono senza cambiare direzione né perdere energia. Ciò significa che possono fornire informazioni altrimenti inaccessibili.
L’idea di Francis Halzen
Francis Halzen presentò per la prima volta la sua idea di catturare i neutrini al Polo Sud nel 1988. Quando un neutrino collide con un nucleo atomico, produce un lampo di luce che può essere rilevato da sensori immersi nel ghiaccio trasparente dei ghiacciai. Il ghiaccio del Polo Sud offre numerosi vantaggi, essendo privo di vari tipi di interferenze e caratterizzato da una stabilità geologica e dall’assenza di terremoti. Halzen e la sua idea ottennero presto il sostegno di altri ricercatori e, solo pochi anni dopo, furono condotti test preliminari con sensori nel ghiaccio.
I neutrini cosmici con energie estremamente elevate sono molto rari, quindi è necessario un volume enorme di ghiaccio per osservare un numero sufficiente di collisioni. IceCube copre un intero chilometro cubo ed è stato completato nel 2011. I ricercatori hanno presto scoperto i primi neutrini ad alta energia e, pochi anni dopo, hanno potuto pubblicare la loro scoperta di neutrini che devono avere origine molto al di fuori del nostro sistema solare. La ricerca delle sorgenti di neutrini dell’universo poteva quindi iniziare sul serio. Le interazioni dei neutrini, raccolte continuamente da IceCube, forniranno ai ricercatori nuove conoscenze sugli ambienti violenti in cui possono essere creati neutrini ad alta energia e potrebbero persino rivelare fenomeni cosmici finora sconosciuti.
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