Gli acceleratori di particelle, come il Large Hadron Collider (LHC) del CERN, sono potenti macchine progettate per accelerare le particelle cariche ad alte energie e frantumarle insieme per studiare gli elementi costitutivi fondamentali della materia. Questi acceleratori costruiti dall’uomo hanno rivoluzionato la nostra comprensione della fisica delle particelle, ma la loro esistenza in natura è rimasta un mistero.
Utilizzando i dati del Telescope Array Surface Detector nello Utah, un team internazionale di ricercatori guidati dall’Università di Tokyo ha rilevato un raggio cosmico ad alta energia con un’energia 100 milioni di volte maggiore dell’energia dei protoni accelerati dall’LHC. Si ritiene che questo raggio cosmico ad altissima energia, soprannominato la particella "Oh-My-God" quando fu osservato per la prima volta nel 1991, abbia avuto origine in una galassia lontana.
Un'ulteriore analisi dei dati registrati dal Telescope Array ha rivelato che il percorso della particella "Oh-My-God" era allineato con uno stretto getto di emissione radio proveniente da un buco nero supermassiccio situato a circa 1 miliardo di anni luce di distanza nella costellazione di Boote. . Questo allineamento suggerisce che la particella ad altissima energia potrebbe essere stata accelerata dai getti del buco nero supermassiccio, agendo come un acceleratore di particelle naturale.
I risultati, pubblicati sulla rivista Physical Review Letters, forniscono prove convincenti dell’esistenza di acceleratori di particelle presenti in natura nell’universo. Questi acceleratori potrebbero svolgere un ruolo cruciale nella produzione di raggi cosmici ad alta energia, che sono particelle subatomiche che piovono sulla Terra dallo spazio con energie ben oltre quelle che possono essere raggiunte dagli acceleratori realizzati dall’uomo.
Lo studio di questi acceleratori naturali e dei raggi cosmici che producono potrebbe far luce sugli ambienti estremi e sui processi energetici che si verificano vicino ai buchi neri supermassicci e su altri fenomeni cosmici, offrendo preziose informazioni sull’universo primordiale e sull’origine delle particelle ad alta energia.
Il rilevamento di un potenziale acceleratore naturale di particelle apre inoltre interessanti strade per la ricerca futura nel campo della fisica astroparticellare. Sottolinea l'importanza degli osservatori terrestri, come il Telescope Array, nell'esplorazione dei fenomeni energetici più elevati dell'universo e nella comprensione delle leggi fondamentali che governano il cosmo.
