Nel neutrino i perché dell’universo: la gara per acciuffarlo sottoterra

Nel cuore delle Black Hills del South Dakota, sotto strati di roccia e silenzio assoluto, prende forma una delle più ambiziose imprese scientifiche del nostro tempo. Il suo obiettivo? Rispondere a una delle domande più antiche e fondamentali: perché esiste l’Universo? Nel laboratorio sotterraneo di Sanford (Surf), un gruppo internazionale di scienziati lavora instancabilmente a un progetto titanico: il Deep Underground Neutrino Experiment (Dune). A 1.500 metri di profondità, all’interno di tre enormi caverne artificiali, ingegneri e ricercatori stanno costruendo un rilevatore capace di captare l’inafferrabile: i neutrini, particelle subatomiche quasi prive di massa e incredibilmente sfuggenti. Questi minuscoli messaggeri cosmici potrebbero contenere la chiave per capire perché l’Universo è dominato dalla materia e non è invece scomparso in un lampo di pura energia, com’era previsto dalla simmetria perfetta tra materia e antimateria al momento del Big Bang. Secondo il dottor Jaret Heise, direttore scientifico della struttura, le caverne che ospiteranno Dune sono «cattedrali della scienza», tanto imponenti da far sembrare minuscoli gli escavatori industriali al loro interno. Da quasi un decennio, Heise coordina i lavori di costruzione di questa infrastruttura che isola l’esperimento da ogni possibile disturbo: radiazioni, vibrazioni e ovviamente la luce solare. Il Sistema Solare nella regione di Orione: un “antenato” del cambiamento climatico? Dune è una collaborazione scientifica senza precedenti, con oltre 1.400 ricercatori da 35 nazioni, tra cui l’Italia, il Regno Unito, e l’India. I neutrini saranno generati al Fermilab, vicino a Chicago, e spediti sotto terra attraverso l’Illinois fino al South Dakota: un viaggio di 1.300 chilometri che gli scienziati osserveranno per rilevare eventuali differenze nel comportamento tra neutrini e antineutrini. Secondo la teoria, se si scoprirà che queste due particelle si comportano in modo leggermente diverso nel corso del viaggio, si potrebbe finalmente spiegare perché l’antimateria è quasi scomparsa e la materia ha trionfato. Una scoperta che riscriverebbe la nostra comprensione delle origini dell’Universo. «Con Dune possiamo davvero cominciare a rispondere alla domanda: perché esistiamo?», dice la dottoressa Kate Shaw dell’Università del Sussex. Ma la ricerca della verità non si ferma in America. A quasi 10.000 chilometri di distanza, nelle profondità di un’altra montagna, questa volta in Giappone, un altro team internazionale si sta preparando a fare lo stesso — ma più in fretta. È il progetto Hyper-Kamiokande (Hyper-K), un’imponente evoluzione del celebre Super-Kamiokande, già protagonista di importanti scoperte nei decenni passati. Il nuovo rivelatore, immerso in un ambiente scintillante fatto di migliaia di sfere dorate altamente sensibili alla luce, promette maggiore precisione e sensibilità. «Accenderemo il nostro fascio di neutrini tra meno di tre anni», spiega il dottor Mark Scott dell’Imperial College di Londra, coinvolto nel progetto giapponese: «Partire per primi e avere un rivelatore più grande ci darà un vantaggio scientifico decisivo». Tuttavia, la dottoressa Linda Cremonesi della Queen Mary University, impegnata su Dune, sottolinea che la velocità non è tutto: «Hyper-K non ha ancora tutti gli ingredienti per confermare in modo definitivo le differenze tra neutrini e antineutrini. Servono anche i dettagli, non solo i numeri». La rivalità tra i due team, sebbene accademicamente sana, aggiunge tensione e slancio alla sfida. Entrambi i progetti dovranno attendere anni prima di ottenere dati sufficienti, ma il potenziale è enorme: potremmo finalmente capire cosa accadde nei primissimi istanti dopo il Big Bang. Alla scoperta di “strani” cerchi radio: dietro i segreti degli oggetti celesti Ghiacciai condannati Anche se l’umanità riuscisse miracolosamente a invertire la rotta e a riportare il riscaldamento globale entro la soglia di 1,5 gradi centigradi stabilita dagli accordi di Parigi, per molti ghiacciai del pianeta sarebbe comunque troppo tardi. A dirlo è un nuovo studio internazionale, guidato dai ricercatori delle Università di Bristol e Innsbruck, che mostra come i ghiacciai montani non riusciranno a rigenerarsi prima di molti secoli — ammesso che ci riescano. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Climate Change, gettano una luce cupa sul futuro delle riserve glaciali terrestri: lo studio ha simulato l’evoluzione di migliaia di ghiacciai fino all’anno 2500, considerando anche gli scenari peggiori, quelli di “overshoot”, in cui il riscaldamento globale supera temporaneamente i limiti prefissati prima di essere corretto. In uno di questi scenari, la temperatura globale continua a salire fino a +3 °C entro il 2150, per poi calare gradualmente a +1,5 °C entro il 2300 grazie a interventi drastici, seppur ritardati — come l’adozione massiccia di tecnologie a emissioni negative, dalla riforestazione alla cattura del carbonio. Il risultato? I ghiacciai potrebbero perdere fino al 16% in più della loro massa rispetto ad un mondo che non superasse mai il limite dei +1,5 °C. E nel lungo periodo, si arriverebbe a un ulteriore 11% di perdita entro il 2500. A questo si aggiunge il 35% di massa glaciale che si fonderebbe comunque, anche nello scenario più ottimistico. In altre parole, la maggior parte dei ghiacciai non tornerà mai più al loro stato originario. «Abbiamo voluto rispondere a una domanda semplice, ma cruciale: se raffreddiamo il pianeta, i ghiacciai torneranno?», ha spiegato il dottor Fabien Maussion, uno degli autori principali. «La risposta, purtroppo, è no — non nel corso della nostra vita, né in quella dei nostri figli». Il modello utilizzato nello studio, sviluppato come software open source, è tra i più sofisticati mai realizzati: tiene conto di tutte le catene montuose del mondo, escludendo solo le grandi calotte polari di Groenlandia e Antartide. Poi è stato integrato con nuove proiezioni climatiche elaborate dall’Università di Berna, in Svizzera. La ricercatrice Lilian Schuster, dell’Università di Innsbruck, ha spiegato che il recupero delle masse glaciali sarà particolarmente difficile per i ghiacciai di piccole e medie dimensioni, come quelli delle Alpi, dell’Himalaya o delle Ande tropicali: «Anche se smettessimo oggi di emettere gas serra, la rigenerazione di questi ghiacciai richiederebbe secoli. In molti casi, non sarà visibile prima dell’anno 2500, se mai accadrà». Oltre al danno paesaggistico ed ecologico, la fusione dei ghiacciai porta con sé conseguenze dirette e concrete per le popolazioni umane. In molte regioni montuose, l’acqua di fusione glaciale è una risorsa vitale, soprattutto durante i mesi secchi. «È ancora presto per quantificare l’impatto, anche se già esiste, ma è chiaro che i cambiamenti nei cicli dell’acqua avranno ripercussioni su agricoltura, energia idroelettrica e disponibilità idrica per milioni di persone», ha detto la dottoressa Schuster. Nel frattempo, l’acqua di fusione continua a riversarsi negli oceani, contribuendo all’innalzamento del livello del mare, che è già raddoppiato rispetto alla media del XX secolo. Questo non solo minaccia le comunità costiere, ma altera anche gli equilibri climatici e marini globali. Tra progetti, speranze e tagli. Il nostro futuro è sulla Luna Tagliare alberi riduce la pioggia Ogni anno, tra il 2001 e il 2016, l’Amazzonia ha perso una superficie forestale grande quanto la Sicilia. Circa 27.000 chilometri quadrati all’anno sono stati rasi al suolo per far posto a pascoli, coltivazioni e infrastrutture. Entro il 2021, secondo le stime, il 17% dell’intero bacino amazzonico era già stato disboscato. Ma abbattere alberi in Amazzonia non significa soltanto ridurre la biodiversità o emettere più anidride carbonica. Significa anche, molto concretamente, cambiare il modo in cui piove. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Agu Advances lo conferma: la deforestazione incide direttamente sui cicli dell’umidità e sulle precipitazioni locali, con conseguenze che si fanno sentire anche a distanza. Lo studio si è concentrato su due dei principali teatri della deforestazione brasiliana: gli stati di Mato Grosso e Rondônia, responsabili da soli di circa il 30% della perdita forestale negli ultimi decenni. Qui, il team guidato da Yu Liu ha utilizzato un modello meteorologico avanzato, integrato con dati satellitari e uno strumento di tracciamento del vapore acqueo, per ricostruire l’impatto reale della perdita di foresta sulla circolazione dell’acqua nell’atmosfera tra il 2001 e il 2015. I risultati sono chiari: in appena 14 anni, una riduzione della copertura forestale del 3,2% ha comportato un calo del 3,5% dell’evapotraspirazione — cioè la somma dell’evaporazione dell’acqua dal suolo e della traspirazione delle piante — e una diminuzione delle piogge del 5,4%. L’effetto a catena è stato evidente: meno alberi significa meno vapore acqueo liberato nell’aria, meno umidità nella bassa atmosfera, meno convezione (i moti verticali che danno origine alle nuvole) e quindi meno pioggia. Durante la stagione secca, questa catena ha determinato un calo dell’85% delle precipitazioni. Secondo i ricercatori, queste dinamiche possono innescare una pericolosa spirale climatica. Meno piogge durante la stagione secca significano fiumi più asciutti, meno acqua per le dighe idroelettriche, cali nei raccolti e un rischio più alto di incendi, come quelli devastanti che negli ultimi anni hanno colpito vaste porzioni dell’Amazzonia.