Il neutrino ‘strano’ rilevato dai telescopi nel 2023 ancora non ha una provenienza chiara: la storia continua

Sui fondali del Mar Mediterraneo c’è un telescopio particolare, serve a “vedere” i neutrini. Si chiama KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope). In realtà è un sistema di rilevatori installati in siti diversi.

Al largo di Tolone, Francia c’è KM3NeT-Fr che ospita il rivelatore Orca (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss). Al largo di Portopalo di Capo Passero, in Sicilia, il sito KM3NeT-It ospita il rivelatore Arca (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss). KM3NeT-Gr è previsto al largo di Pylos (Peloponneso, Grecia) per una prossima fase di sviluppo del telescopio.

KM3NeT è gestito da una collaborazione internazionale che coinvolge circa 360 scienziati, oltre a ingegneri e tecnici di 68 istituzioni di 21 Paesi di tutto il mondo. Insomma, si tratta di un gran bel progetto.

KM3NeT utilizza migliaia di moduli ottici che rilevano la debole luce Čherenkov prodotta dalle interazioni dei neutrini con l’acqua, o la roccia, nei pressi del rivelatore. La posizione, la direzione dei moduli ottici e il tempo di arrivo della luce sui fotomoltiplicatori al loro interno vengono misurati con molta precisione, così da ricostruire le traiettorie delle particelle rivelate.

Nel febbraio 2023, KM3NeT ha registrato l’arrivo di un neutrino molto, molto strano. Etichettato KM3-230213A, aveva un’energia calcolata di 220 petaelettronvolt (PeV), da 20 a 30 volte superiore a quella di qualsiasi altro neutrino documentato in precedenza. La scoperta ha generato molto entusiasmo tra i fisici, ma ha sollevato anche molte domande.

I neutrini sono le particelle con massa più abbondanti nell’universo. Sono un tipo di particella fondamentale, il che significa che non si scompone in costituenti più piccoli. Sono le più leggere di tutte le particelle subatomiche dotate di massa e non hanno una carica, a differenza, ad esempio, degli elettroni, altro tipo di particella fondamentale, che hanno carica negativa. Di conseguenza, i neutrini interagiscono con altra materia solo molto raramente. La attraversano senza alterarla, come se non ci fosse.

Da quando avete iniziato a leggere questa storia trilioni di neutrini sono passati attraverso il vostro corpo. Tranquilli, nessun pericolo per la vostra salute. Non per nulla i neutrini a volte vengono chiamati “particelle fantasma”.

Torniamo da KM3-230213A. Per i fisici delle particelle, l’energia anomala di questo neutrino poteva essere spiegata solo in due modi: era la prova di un processo cosmico, forse mai visto prima, con il potenziale di cambiare la nostra comprensione dei neutrini, oppure era uno spiacevole errore strumentale.

I ricercatori si sono messi al lavoro per scoprire quale spiegazione fosse quella giusta. Uno studio, pubblicato il 15 luglio 2025 sulla rivista Physical Review, ha confrontato i dati di KM3-230213A con le informazioni raccolte dalle altre rilevazioni di “particelle fantasma” e gli scienziati sono giunti alla conclusione, sperimentale, che l’energia di KM3-230213A sia del tutto vera, non può essere una fluttuazione statistica, o un errore di misura. Il che genera la domanda: da dove viene?

Un singolo neutrino da 220 PeV non può spiegare il fenomeno che l’ha originato e come sottolineato dagli autori dell’articolo citato non è possibile “trarre conclusioni definitive sul fatto che l’osservazione suggerisca una nuova componente ad altissima energia nello spettro”. Se ci fossero altre registrazioni di neutrini di energia simile, lo studio dice che “Potrebbe significare che stiamo vedendo per la prima volta neutrini cosmo-genici, prodotti quando i raggi cosmici hanno interagito con la radiazione cosmica di fondo, o potrebbe indicare un nuovo tipo di sorgente astrofisica”.

L’energia del neutrino del 2023 suggerisce che potrebbe essere stato emesso da uno dei potenti acceleratori di cui siamo a conoscenza nell’universo: un lampo di raggi gamma, o una supernova, o forse un getto relativistico, fascio di plasma emesso nelle vicinanze di un buco nero. Invece, molti dei neutrini rilevati sulla Terra sono neutrini atmosferici, prodotti dall’impatto dei raggi cosmici con gli atomi dell’atmosfera terrestre e sono molto meno energetici. Sempre di neutrini si tratta, sono le stesse particelle, ma le loro possibili origini determinano la loro energia.

In conclusione, non si può mettere la parola fine a questa storia. Le osservazioni prossime venture saranno fondamentali per chiarire la natura di KM3-230213A, il perché della sua alta energia e ciò che ci racconta dell’Universo. Il seguito alla prossima puntata. Rimanete in attesa.