Una potente particella di antimateria si è schiantata in Antartide

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Gli scienziati confermano che una potente particella di antimateria si è schiantata in Antartide

Il rivelatore di particelle più remoto della Terra ha rilevato la particella di antimateria più energetica della storia: una singola particella ultraleggera che ha impattato sul ghiaccio antartico con ampia energia

La collisione è avvenuta nel 2016, ma i ricercatori hanno confermato i dettagli dell’evento solo il 10 marzo in un documento pubblicato sulla rivista Nature.
Questo antineutrino, una controparte di antimateria di particelle deboli e difficili da rilevare note come neutrini, si è scontrata con un elettrone da nel ghiaccio antartico quasi alla velocità della luce. Tale collisione ha creato una pioggia di particelle rilevata dall’IceCube Neutrino Observatory che si trova in profondità nel sottosuolo del Polo Sud – un impianto responsabile di gran parte della ricerca sui neutrini ad alta energia dell’ultimo decennio.

Ora, i fisici dell’ IceCube riferiscono che quella pioggia di particelle includeva la prova di un evento a lungo teorizzato ma mai visto prima, conosciuto come “risonanza Glashow”.

La Risonanza glashow


Nel 1960, il fisico Stephen Glashow, allora ricercatore laureato presso il Nordic Institute for Theoretical Physics in Danimarca, predisse che quando un antineutrino di energia sufficientemente alta si scontrava con un elettrone, avrebbe prodotto una particella pesante e di breve durata nota come il bosone W.

La previsione del fisico si basava sulle regole fondamentali del Modello Standard della fisica delle particelle, una teoria che governa il modo in cui i ricercatori comprendono tutto, dall’interno degli atomi alla luce all’antimateria.

Il rilevamento della risonanza di Glashow è una conferma del modello standard. Ma richiede che il neutrino trasporti molta più energia di quella che qualsiasi acceleratore di particelle del 1960 – o del 2021 – può produrre: ovvero- 6,3 petaelettronvolt (PeV).

In generale, è difficile capire i numeri coinvolti nelle particelle ad alta energia. Un singolo neutrino ha una massa di circa 2 miliardi di miliardi di miliardesimi di miliardesimo di grammo, e migliaia di neutrini a bassa energia provenienti dal sole passano attraverso il tuo corpo ogni secondo della giornata senza effetti degni di nota.

Un neutrino con 6,3 petaelettronvolt (PeV) di energia è un’altra storia

Secondo il CERN, il laboratorio europeo di fisica, un teraelettronvolt (TeV) è equivalente all’energia di una singola zanzara che vola a 1 mph (1,6 km/h). E 6,3 PeV è 6.300 TeV.
Quindi trasformate quella zanzara in uno sciame composta da 6.300 zanzare (o accelerate a Mach-8,2, più di quattro volte la velocità massima di un F-16) e avrete l’energia della singola particella infinitesimale necessaria per la risonanza di Glashow.
Un altro modo di pensare a 6,3 PeV: è 450 volte l’energia massima che il Large Hadron Collider – l’acceleratore multimiliardario del CERN, lungo 27 chilometri, responsabile della rilevazione del bosone di Higgs – dovrebbe essere in grado di produrre entro la fine di questo decennio dopo gli aggiornamenti in corso.

Data l’enorme energia richiesta, nessuno si aspettava di rilevare la risonanza di Glashow utilizzando solo strumenti umani.
La particella che ha colpito il ghiaccio nel 2016 ha prodotto una pioggia di particelle che i ricercatori dicono provenire da un bosone W in decadimento, che è una particella fondamentale che, insieme al bosone Z, si pensa sia responsabile della forza debole. La particella che ha colpito il ghiaccio nel 2016 ha prodotto una caratteristica pioggia di particelle che i ricercatori dicono provenire da un bosone W in decadimento, che è una particella fondamentale che, insieme al bosone Z, si pensa sia responsabile della forza debole. E questo è il segno rivelatore di un antineutrino da 6,3 PEV e della risonanza di Glashow.

I ricercatori non sono ancora sicuri di quale acceleratore cosmico abbia prodotto la mostruosa particella di antimateria, ma hanno detto che più eventi dovrebbero aiutarli a perfezionare i loro modelli dei canoni spaziali naturali che producono particelle così estreme e le sparano sulla Terra.

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