Impulsi misteriosi dall’Antartide: una sfida alla fisica delle particelle

Un’indagine internazionale, condotta anche da scienziati della Penn State, ha rivelato la presenza di segnali radio anomali provenienti dalle profondità del ghiaccio antartico. Questi impulsi bizzarri, rilevati dall’esperimento Antarctic Impulsive Transient Antenna (ANITA), mettono in discussione le attuali conoscenze della fisica delle particelle. L’obiettivo primario di ANITA è captare le onde radio generate dai raggi cosmici che interagiscono con l’atmosfera terrestre.

Tuttavia, i segnali in questione non si riflettono sul ghiaccio come atteso, ma sembrano originarsi al di sotto dell’orizzonte. Questo fenomeno non trova spiegazione nelle leggi della fisica attualmente note, suggerendo la possibile esistenza di nuove particelle o interazioni sconosciute. Stephanie Wissel, docente di fisica e astrofisica e membro del team ANITA, ha evidenziato come le onde radio rilevate presentassero angoli estremamente ripidi, circa 30 gradi sotto la superficie del ghiaccio.

Secondo i calcoli, un segnale di questo tipo avrebbe dovuto attraversare migliaia di chilometri di roccia, venendo inevitabilmente assorbito e quindi non rilevabile. “È un problema interessante perché non abbiamo ancora una spiegazione precisa di cosa siano queste anomalie, ma sappiamo che molto probabilmente non rappresentano neutrini”, ha affermato Wissel. I neutrini, particelle prive di carica e con massa minima, sono estremamente difficili da rilevare nonostante la loro abbondanza nell’universo.

I ricercatori utilizzano rilevatori radio molto grandi per individuare questi elusivi neutrini, i cui segnali, anche se deboli, possono fornire informazioni cruciali su eventi cosmici distanti. L’Antartide è stata scelta come luogo ideale per ANITA a causa della scarsa interferenza da altri segnali. Il rilevatore, montato su un pallone aerostatico a 40 chilometri sopra il ghiaccio, cerca i neutrini che interagiscono con esso, producendo emissioni radio.

Questi neutrini tau speciali, interagendo con il ghiaccio, generano una particella secondaria chiamata leptone tau, che decade e produce emissioni note come sciami atmosferici. L’analisi dei dati di ANITA, confrontata con modelli matematici e simulazioni, ha permesso di escludere altre fonti note di segnali, confermando la natura “anomala” di questi impulsi.

I segnali non rientrano nel modello standard della fisica delle particelle. Sebbene alcune teorie suggeriscano un legame con la materia oscura, la mancanza di osservazioni da altri rilevatori come IceCube e l’Osservatorio Pierre Auger rende questa ipotesi meno probabile. Il team della Penn State sta già lavorando al prossimo grande rilevatore, chiamato Pueo, che sarà più grande e sensibile, con la speranza di far luce sulla natura esatta di queste anomalie. Wissel ipotizza un effetto di propagazione radio vicino al ghiaccio e all’orizzonte che non è ancora pienamente compreso. La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla National Science Foundation.