Quando i neutrini si schiantano contro le molecole d'acqua negli oltre miliardi di tonnellate di ghiaccio che compongono il rivelatore dell'Osservatorio di neutrini IceCube in Antartide, più di 5, 000 sensori rilevano la luce delle particelle subatomiche prodotte dalle collisioni. Ma come ci si potrebbe aspettare, questi esperimenti su larga scala non sono economici.

In un documento recentemente accettato da Lettere di revisione fisica , un team internazionale di fisici che lavorano presso lo SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia ha dimostrato un modo economico per espandere la ricerca dei neutrini di IceCube.

I ricercatori hanno diretto un fascio di elettroni deviato dalla Linac Coherent Light Source (LCLS) di SLAC in un grande blocco di plastica per imitare i neutrini in collisione con il ghiaccio. Quando un neutrino interagisce con il ghiaccio, produce una cascata di particelle ad alta energia che lasciano dietro di sé una scia di ionizzazione. Lo stesso vale per le collisioni di elettroni nella plastica.

Per rilevare quelle scie di ionizzazione, il team ha usato un'antenna per far rimbalzare le onde radio su di loro. Questo ha creato echi radar che sono stati rilevati da antenne aggiuntive. È stata la prima volta che i ricercatori sono stati in grado di rilevare gli echi radar da una cascata di particelle.

Questi echi trasportano informazioni sui neutrini in un intervallo di energia che potrebbe colmare il divario tra i neutrini a bassa energia rilevati da IceCube e i neutrini a energia più elevata rilevati da altri rilevatori nel ghiaccio e basati su palloncini. Seguire, i ricercatori sperano di utilizzare una configurazione simile per rilevare i neutrini con un'eco radio nel ghiaccio antartico. In caso di successo, la tecnica potrebbe eventualmente consentire ai ricercatori di espandere la portata energetica di IceCube senza spendere troppo.