IceCube rileva i neutrini ad alta energia all'interno della Via Lattea – Physics World

Sono stati avvistati per la prima volta neutrini ad alta energia che emergono dalla Via Lattea. Questo è secondo i nuovi risultati del Osservatorio IceCube Neutrino presso la stazione Amundsen-Scott del Polo Sud che apre una nuova strada all'astronomia multi-messaggero osservando la Via Lattea in particelle anziché in luce.

I neutrini sono particelle fondamentali che hanno masse molto piccole e interagiscono a malapena con altra materia, ma riempiono l'universo con trilioni che passano innocui attraverso il tuo corpo ogni secondo.

In precedenza, neutrini miliardi di volte più energetici di quelli prodotti dalle reazioni di fusione all’interno del nostro Sole erano stati rilevati provenienti da fonti extragalattiche come i quasar. Tuttavia, la teoria prevede che i neutrini ad alta energia dovrebbero essere prodotti anche all’interno della Via Lattea.

Quando gli astronomi osservano il piano della nostra galassia, vedono la Via Lattea illuminata dalle emissioni di raggi gamma che vengono prodotte quando i raggi cosmici intrappolati dal campo magnetico della nostra galassia si scontrano con gli atomi nello spazio interstellare. Queste collisioni dovrebbero produrre anche neutrini ad alta energia.

I ricercatori hanno finalmente trovato prove convincenti dell’esistenza di questi neutrini utilizzando tecniche di apprendimento automatico per vagliare dieci anni di dati provenienti dall’Osservatorio IceCube Neutrino, che comprende circa 60 eventi di neutrini. "[Proprio come i raggi gamma], i neutrini che osserviamo sono distribuiti in tutto il piano galattico", afferma Francesco Halzen dell'Università del Wisconsin-Madison, che è il ricercatore principale di IceCube.

Eventi a cascata

Il rilevatore IceCube è formato da un chilometro cubo di ghiaccio sepolto sotto il Polo Sud e collegato a 5160 sensori ottici che osservano lampi di luce visibile nelle rare occasioni in cui un neutrino interagisce con una molecola di ghiaccio d'acqua. Quando si verifica un evento di neutrino, il neutrino lascia una traccia allungata oppure si verifica un “evento a cascata” in cui l'energia del neutrino si concentra in un piccolo volume sferico all'interno del ghiaccio.

Quando i raggi cosmici interagiscono con la materia nel mezzo interstellare producono pioni di breve durata che decadono rapidamente. "I pioni carichi decadono nei neutrini rilevati da IceCube e i pioni neutri decadono in due raggi gamma osservati dal Fermi [Gamma-ray Space Telescope] [della NASA]," ha detto Halzen Mondo della fisica.

I neutrini in precedenza non erano stati rilevati perché venivano soffocati da un segnale di fondo di neutrini e muoni causato dalle interazioni dei raggi cosmici molto più vicini a casa, nell’atmosfera terrestre.

IceCube rileva neutrini ad alta energia da un nucleo galattico attivo

Questo fondo lascia tracce che entrano nel rivelatore, mentre i neutrini ad alta energia provenienti dalla Via Lattea hanno maggiori probabilità di produrre eventi a cascata. L’algoritmo di apprendimento automatico sviluppato dagli scienziati di IceCube presso l’Università TU di Dortmund in Germania è stato in grado di selezionare solo eventi a cascata, rimuovendo gran parte delle interferenze locali e consentendo al segnale proveniente dalla Via Lattea di risaltare.

Sebbene sia più difficile ottenere informazioni sulla direzione da cui proviene un neutrino in un evento a cascata, Halzen afferma che gli eventi a cascata possono essere ricostruiti con una precisione di “cinque gradi circa”. Sebbene ciò precluda l'identificazione di sorgenti specifiche di neutrini nella Via Lattea, Halzen afferma che è sufficiente osservare il diagramma di radiazione proveniente dalla galassia e confrontarlo con quello osservato dei raggi gamma dal telescopio spaziale Fermi.

Il prossimo passo per il team sarà cercare di identificare fonti specifiche di neutrini nella Via Lattea. Ciò potrebbe essere possibile con il rinnovato IceCube, denominato Gen2, che aumenterà la dimensione dell’area del rilevatore a dieci chilometri cubi di ghiaccio quando diventerà pienamente operativo entro il 2032.

I risultati sono pubblicati in Scienze.

• Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
• PlatoData.Network Generativo verticale Ai. Potenzia te stesso. Accedi qui.
• PlatoAiStream. Intelligenza Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
• PlatoneESG. Automobilistico/VE, Carbonio, Tecnologia pulita, Energia, Ambiente, Solare, Gestione dei rifiuti. Accedi qui.
• BlockOffset. Modernizzare la proprietà della compensazione ambientale. Accedi qui.
• Fonte: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/