Trovate le prove degli acceleratori di particelle dell'universo

Il satellite Fermi ha avvistato le tracce dei potenti acceleratori che conferiscono alle particelle energia e velocità altissime per poi scagliarle nello spazio, fino a farle giungere anche sulla Terra sotto forma di raggi cosmici. Lo studio è stato pubblicato il 15 febbraio su Science, anche a firma di numerosi ricercatori italiani dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Agenzia spaziale italiana (Asi).

ONDA D'URTO - Lo studio ha esaminato ciò che resta di due supernove, quando una stella di grande massa esplode scagliando nello spazio particelle, elementi chimici, onde gravitazionali e producendo un’onda d’urto violentissima. La teoria più accreditata prevede che l'onda d'urto, quando incontra i densi strati di materia che si trovano nelle vicinanze dell’evento, inneschi l'accelerazione delle particelle (in particolare i protoni), già previsto in forma semplificata da Enrico Fermi, e che è all'origine delle altissime energie raggiunte dai raggi cosmici. I protoni, però, non solo vengono accelerati ad altissima velocità ed energia ma, come avviene nell’acceleratore di particelle al Cern di Ginevra, collidono fra di loro dando origine a una cascata di particelle secondarie. Finora mancavano prove dirette di questo meccanismo: adesso il telescopio a bordo di Fermi lo conferma.

SCONTRO - Quando i protoni si scontrano, producono - fra le altre - una particella chiamata pione neutro, la quale decade immediatamente emettendo coppie di fotoni con una distribuzione di energia caratteristica. Studiando i fotoni provenienti dai resti delle supernove, i ricercatori sono riusciti a trovare una quantità significativa di questi fotoni con la distribuzione di energia tipica del decadimento del pione neutro: in pratica la «firma» di collisioni protone-protone ad alta energia e quindi dell’acceleratore celeste.