Scoperta di particelle subatomiche ultra-energetiche provenienti dallo spazio profondo, che sfidano le leggi della fisica con livelli di energia senza precedenti.
In un parco divertimenti, immaginate di colpire una delle macchine arcade da boxe. Pensate all’energia di quel pugno. Ora, immaginate di dare quella stessa energia a una particella subatomica chiamata Amaterasu, che ha viaggiato nello spazio dal vuoto locale e si è schiantata nell’atmosfera terrestre, spruzzando il rivelatore del Telescope Array di particelle secondarie. Amaterasu è un raggio cosmico ultra-energetico (UHECRs), una particella con carica elettrica che è stata accelerata a energie incredibili. Solo una particella con un’energia più alta, chiamata Oh-My-God, era stata conosciuta fin dall’inizio dello studio di questi eventi, rilevata nel 1991.
Quando i ricercatori hanno scoperto per la prima volta questo raggio cosmico ultra-energetico, hanno pensato che ci fosse un errore, poiché mostrava un livello di energia senza precedenti negli ultimi tre decenni. “Di solito è difficile fare confronti tra l’energia delle particelle nei nostri acceleratori di particelle e le cose con cui abbiamo esperienza diretta. Amaterasu e Oh-My-God lo rendono molto facile. Hanno 100 milioni di volte l’energia dei protoni nel grande collisore di adroni. Amaterasu aveva un’energia di 244 Exaelettronvolt; Oh-my-god aveva un’energia di 320 Exaelettronvolt. Questo è equivalente a un pugno che fa cadere un mattone sul piede da un’altezza della vita, o a una pallina da baseball in volo”.
L’incredibile energia di queste particelle significa che sono arrivate approssimativamente in linea retta sulla Terra, senza essere deviate da nulla. Questo è un problema, perché non c’è nulla dall’altra parte. Le particelle sono così ad alta energia che non dovrebbero essere influenzate dai campi magnetici galattici ed extragalattici. “Dovresti essere in grado di indicare da dove provengono nel cielo. Ma nel caso della particella Oh-My-God e di questa nuova particella, tracci la sua traiettoria fino alla sua fonte e non c’è nulla con un’energia così alta da poterla produrre. Questo è il mistero di tutto ciò: cosa sta succedendo?”.
Amaterasu proviene dal Vuoto Locale, una regione dello spazio che potrebbe estendersi per circa 200 milioni di anni luce e il cui centro è almeno a 75 milioni di anni luce dalla Terra. È una regione per lo più vuota, con meno galassie rispetto al resto dell’universo locale. Ma qualcosa deve aver prodotto le particelle Oh-My-God e Amaterasu. Le due sono state rilevate utilizzando diverse tecniche di osservazione. Amaterasu è stata rilevata grazie al Telescope Array situato nel deserto dello Utah. Questi eventi sembrano provenire da luoghi completamente diversi nel cielo. “Non è come se ci fosse una sola fonte misteriosa. Potrebbero essere difetti nella struttura dello spazio-tempo, stringhe cosmiche in collisione. Abbiamo visto alcuni astronomi iniziare a scommettere sulle possibili fonti. Il Telescope Array sta venendo ampliato e i ricercatori sono fiduciosi di scoprire altre di queste particelle estreme e forse anche la loro origine”. Un articolo che descrive la scoperta è stato pubblicato sulla rivista Science.
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