Se il ghiaccio antartico diventa un telescopio, alla scoperta del Nobel per la Fisica 2026

Martedì 6 ottobre è stato assegnato il Premio Nobel per la Fisica al belga Francis Halzen per "il ruolo chiave nell’osservatorio IceCube e la scoperta dei neutrini ad alta energia provenienti dallo spazio profondo".

Il commento del professor Giuseppe Nardelli, docente di Fisica presso la Facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali. 

Il Nobel per la Fisica 2026 premia l'idea straordinaria di Francis Halzen di trasformare il ghiaccio antartico in un telescopio per neutrini, usando la Terra stessa come schermo.

I neutrini sono tra le particelle più abbondanti dell'Universo. Nascono nelle reazioni nucleari delle stelle e negli ambienti più violenti del cosmo, come le esplosioni di supernova. Privi di carica elettrica e quasi privi di massa, attraversano la materia quasi indisturbati. La luce può essere assorbita dalla polvere o deviata, e le traiettorie delle particelle cariche vengono curvate dai campi elettromagnetici. I neutrini invece viaggiano in linea retta e portano informazioni da luoghi lontanissimi. Proprio perché interagiscono pochissimo, però, sono difficilissimi da rivelare: per catturarne qualcuno serve un rivelatore enorme.

Già negli anni '60 era stato proposto di cercarli osservando la luce prodotta in grandi volumi di materiale naturale, come l'acqua del mare. Halzen, fisico belga professore all'Università del Wisconsin, ebbe l'intuizione di usare il ghiaccio antartico. A grande profondità è straordinariamente limpido, buio e stabile, e non contiene le sorgenti di luce che disturbano gli esperimenti in mare, come gli organismi bioluminescenti. Quando un neutrino interagisce con il ghiaccio, cosa che accade molto raramente, può produrre particelle cariche più veloci della luce in quel mezzo. Queste emettono una debole luce blu, la radiazione Cherenkov, l'analogo luminoso del "bang" di un aereo supersonico. Una rete di sensori immersi in profondità registra quella luce, e dai tempi di arrivo e dall'intensità del segnale si ricostruiscono la direzione e l'energia del neutrino. La Terra stessa fa da filtro: le altre particelle si arrestano negli strati interni del pianeta, per loro impenetrabili, mentre i neutrini provenienti dall'emisfero opposto lo attraversano interamente e giungono al rivelatore da soli.

Da questa intuizione nacque negli anni '90 AMANDA, il prototipo, e poi IceCube, completato al Polo Sud nel 2010. IceCube occupa un chilometro cubo di ghiaccio. Oltre 5.000 sensori ottici sono appesi a 86 cavi, calati in pozzi scavati con getti di acqua calda fino a circa 2.500 metri di profondità. Invece di un telescopio che raccoglie la luce degli astri, Halzen immaginò un rivelatore che cerca le tracce lasciate dai neutrini nel ghiaccio.

I risultati sono arrivati. Nel 2013 IceCube ha individuato per la prima volta un flusso di neutrini di altissima energia provenienti da oltre la nostra galassia. Nel 2017 un singolo neutrino è stato associato a un blazar, una galassia con un buco nero attivo, osservato contemporaneamente dai telescopi per raggi gamma. Si è così aperta una nuova finestra sull'universo: accanto alla luce, oggi anche i neutrini sono messaggeri cosmici.