Un nuovo documento di ricerca co-autore di un assistente professore di fisica della Virginia Tech fornisce una nuova spiegazione per due recenti strani eventi avvenuti in Antartide:neutrini ad alta energia che sembrano uscire dalla Terra di loro spontanea volontà e dirigersi verso il cielo.

Le anomalie si sono verificate nel 2016 e nel 2018 e sono state scoperte da scienziati alla ricerca di raggi cosmici e neutrini ad altissima energia provenienti dallo spazio, tutto tracciato da una serie di antenne radio attaccate a un pallone che galleggia a circa 23 miglia sopra il Polo Sud. I neutrini sono particelle estremamente piccole, creato in vari modi, comprese le stelle che esplodono e i lampi di raggi gamma. Sono ovunque nell'universo e sono abbastanza piccoli da passare attraverso qualsiasi oggetto, dalle persone per condurre agli edifici e alla Terra stessa.

Gli eventi sono stati scoperti dagli scienziati dell'esperimento ANITA, che è l'abbreviazione di Antarctic Impulsive Transient Antenna, iniziato nel 2006, al Polo Sud. Due volte, Gli scienziati di ANITA hanno scoperto segnali radio che imitano i neutrini altamente energetici che apparentemente escono dal terreno di propria iniziativa. Gli scienziati rimangono perplessi per l'attività, con circa 40 articoli che finora hanno dato risposte completamente diverse:gli impulsi sono neutrini che sono passati senza impedimenti attraverso l'intero nucleo della Terra e sono usciti dal suolo; i legumi sono il tanto agognato "quarto" neutrino noto come neutrino sterile; la colpa è della misteriosa "materia oscura" dello spazio; o questa è una frontiera del tutto sconosciuta della fisica delle particelle e/o dell'astrofisica che chiede un Nobel.

Ian Calzolaio, un assistente professore presso il Dipartimento di Fisica e il Centro di Fisica del Neutrino, entrambi parte del Virginia Tech College of Science, ha un diverso, spiegazione più semplice. In un recente articolo pubblicato sulla rivista Annali di Glaciologia, Shoemaker e diversi colleghi ipotizzano che le anomalie non provengano dai neutrini, ma sono semplicemente riflessi non capovolti dei raggi cosmici ad altissima energia che arrivano dallo spazio - mancano il ghiaccio dello strato superiore - quindi entrano nel terreno, colpisce in profondità, neve compatta detta firn.

"Pensiamo che il firn sotto la superficie sia il colpevole, " disse Calzolaio, aggiungendo che "il firn è qualcosa tra la neve e il ghiaccio glaciale. È neve compatta che non è abbastanza densa da essere ghiaccio. Quindi, puoi avere inversioni di densità, con intervalli in cui si torna dall'alta densità alla bassa densità, e quei tipi cruciali di interfacce in cui questa riflessione può avvenire e potrebbe spiegare questi eventi".

Shoemaker è stato affiancato sulla carta dal suo ex dottorato di ricerca. consulente, Alexander Kusenko del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università della California a Los Angeles; Andrew Romero Wolf, un membro del team ANITA e ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory del California Institute of Technology; e altri quattro ricercatori, tra cui due glaciologi:Dustin Shroeder della Stanford University e Martin Siegert dell'Imperial College di Londra.

Chiamalo un caso del rasoio di Occam (è la teoria secolare che la soluzione più semplice molto probabilmente quella corretta, per chi ha saltato la filosofia all'università), ma Shoemaker non sta inveendo contro ANITA. "Qualunque cosa ANITA ha trovato, è molto interessante, ma potrebbe non essere una scoperta della fisica delle particelle vincitrice del premio Nobel." Ma non sta escludendo che le cosiddette anomalie non hanno alcun merito scientifico. "ANITA avrebbe comunque potuto scoprire qualcosa di interessante sulla glaciologia invece che sulla fisica delle particelle, potrebbe essere che ANITA abbia scoperto alcuni laghetti glaciali insoliti."

I laghi subglaciali sono stati un'altra considerazione da parte di Shoemaker e del suo team per le riflessioni. Questi laghi, profondo sottoterra, anche se, sono troppo distanti tra loro secondo la ricerca attuale, e quindi non sono la spiegazione più probabile. Ma se ci sono molti più laghi di quelli precedentemente conosciuti, questa scoperta sarebbe una grande vittoria per gli scienziati che studiano il paesaggio e l'interno dell'Antartide. Shoemaker e il suo team suggeriscono agli scienziati di lanciare intenzionalmente segnali radio nelle aree in cui si sono verificate le anomalie.

"Non ne sapevo niente, ma esistono davvero " Shoemaker ha detto dei laghi subglaciali in Antartide. "Ci sono laghi sotto il ghiaccio in Antartide, e quelli avrebbero le giuste proprietà riflettenti, ma non sono abbastanza diffusi. La nostra idea è che parte dell'impulso radio di un raggio cosmico possa penetrare in profondità nel ghiaccio prima di riflettersi, così puoi avere il riflesso senza il cambio di fase. Senza capovolgere l'onda, in quel caso, sembra davvero un neutrino."

Il calzolaio ha aggiunto che, "Quando i raggi cosmici, o neutrini, passare attraverso il ghiaccio ad energie molto elevate, si disperdono sui materiali all'interno del ghiaccio, su protoni ed elettroni, e possono fare una raffica di radio, un bel segnale radio che gli scienziati possono vedere. Il problema è che questi segnali hanno l'impulso radio caratteristico di un neutrino, ma sembra che stiano attraversando molto di più di quanto sia possibile data la fisica conosciuta. I neutrini ordinari semplicemente non lo fanno. Ma i raggi cosmici a queste energie sono eventi comuni e sono stati visti da molti, molti esperimenti".