Nobel per la fisica 2026 a Halzen: la sorpresa sui neutrini

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Redazione Esteri Redazione Esteri   -   Francis Halzen ha ricevuto il Nobel per la fisica 2026 per il suo contributo decisivo alla realizzazione dell'osservatorio IceCube e alla scoperta di neutrini ad alta energia provenienti dallo spazio. Il riconoscimento, annunciato il 6 ottobre dall'Accademia Reale Svedese delle Scienze, premia il lavoro del fisico belga naturalizzato statunitense, professore alla University of Wisconsin-Madison. Ma il ricercatore ha espresso anche una parziale delusione: nonostante le energie straordinarie raggiunte dalle particelle osservate, gli esperimenti non hanno ancora individuato le deviazioni dal Modello Standard che potrebbero aprire la strada a una nuova fisica.

Perché i neutrini ad altissima energia sorprendono i fisici

Il problema riguarda il comportamento di particelle che attraversano continuamente la materia interagendo con essa soltanto in circostanze eccezionali. In un'intervista alla rivista scientifica Galileo, Halzen ha spiegato che il suo gruppo studia neutrini con energie fino a dieci milioni di volte superiori a quelle normalmente investigate al Fermilab, il laboratorio statunitense dove sono stati condotti esperimenti fondamentali per lo sviluppo della fisica delle particelle. Eppure, anche a queste energie estreme, le osservazioni risultano compatibili con le previsioni teoriche. Per l'astronomia è un vantaggio, perché permette di utilizzare i neutrini come messaggeri affidabili dei fenomeni cosmici. Per chi cerca fenomeni fisici sconosciuti rappresenta invece un risultato meno entusiasmante.

La questione nasce da una proprietà già accertata: i neutrini possiedono una massa, mentre nella formulazione originaria del Modello Standard erano considerati privi di massa. Questa caratteristica dimostra che la teoria, pur descrivendo con grande precisione numerosi fenomeni subatomici, non offre una spiegazione completa della natura di queste particelle. Gli scienziati cercano dunque segnali sperimentali capaci di indicare quali meccanismi siano responsabili della loro massa. Le osservazioni astronomiche consentono di esplorare condizioni energetiche difficilmente riproducibili negli acceleratori, ma finora non hanno fornito la risposta cercata.

IceCube, il gigantesco osservatorio nascosto nei ghiacci antartici

Per intercettare particelle tanto elusive, il gruppo guidato dal premio Nobel ha trasformato un chilometro cubo di ghiaccio del Polo Sud in uno strumento scientifico. IceCube utilizza migliaia di sensori ottici collocati in profondità, capaci di registrare i deboli lampi luminosi prodotti dalle particelle secondarie generate quando un neutrino interagisce con la materia. La costruzione dell'impianto è stata completata nel 2011, dopo anni di progettazione e difficoltà tecniche. Durante i primi esperimenti, la presenza di bolle d'aria nel ghiaccio ostacolava la propagazione della luce. I ricercatori scoprirono che, scendendo oltre circa 1.400 metri, il materiale diventava sufficientemente trasparente per consentire misurazioni affidabili.

Il telescopio antartico ha permesso di osservare neutrini provenienti da sorgenti esterne alla Via Lattea e di sviluppare un nuovo metodo per studiare l'universo. Tra i risultati scientifici figura l'associazione, nel settembre 2017, di un neutrino ad alta energia con la direzione di un nucleo galattico attivo osservato contemporaneamente attraverso emissioni di raggi gamma. Il progetto coinvolge centinaia di ricercatori di numerosi Paesi e ha richiesto competenze differenti, dalla progettazione dei rivelatori all'analisi dei segnali. La ricerca sfrutta particelle che possono attraversare regioni cosmiche dalle quali la radiazione elettromagnetica incontra maggiori ostacoli.

Il contributo italiano, dalle aziende venete agli abissi siciliani

Alla costruzione dell'osservatorio ha partecipato anche IVG Colbachini, azienda con sede a Fossona di Cervarese Santa Croce, in provincia di Padova, presieduta da Daciano Aldino Colbachini. L'impresa ha progettato e prodotto speciali tubazioni industriali in gomma utilizzate nel sistema di perforazione ad acqua calda necessario per aprire profondi fori nella calotta antartica. Attraverso questi passaggi sono state installate le apparecchiature di rilevazione. La collaborazione risale alle fasi iniziali dell'iniziativa e costituisce un contributo tecnologico italiano alla realizzazione dell'infrastruttura scientifica premiata a Stoccolma.

Un'altra esperienza italiana nella ricerca sui neutrini si trova nel Mediterraneo, al largo di Capo Passero, in Sicilia. Qui, a circa 3.500 metri di profondità, opera ARCA, uno dei rivelatori del progetto internazionale KM3NeT, al quale partecipa l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Il 13 febbraio 2023 lo strumento ha registrato un evento compatibile con il passaggio di un neutrino cosmico dall'energia stimata di circa 220 petaelettronvolt, il valore più elevato mai osservato per una particella di questo tipo. La scoperta è stata annunciata nel febbraio 2025 e pubblicata sulla rivista Nature. Il segnale è stato identificato attraverso il passaggio di un muone che ha attraversato il rivelatore, producendo emissioni luminose registrate dai sensori sottomarini.

Il progetto siciliano ha compiuto un ulteriore avanzamento nel settembre 2026, quando una campagna di operazioni marine ha portato all'installazione di dodici nuove linee di rivelazione. L'intervento, effettuato con la nave Ievoli Amber e un veicolo sottomarino filoguidato, ha consentito anche di ampliare l'infrastruttura subacquea e potenziare il sistema di posizionamento acustico. Al termine delle operazioni, tutti i moduli ottici delle nuove unità installate sono risultati funzionanti.

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