L'osservatorio IceCube completa il potenziamento: maggiore sensibilità ai neutrini e nuovi sismografi di profondità

L'osservatorio di neutrini IceCube, situato presso la stazione Amundsen-Scott al Polo Sud, ha completato con successo un significativo processo di ammodernamento infrastrutturale, potenziando notevolmente le proprie capacità di rilevamento dei neutrini a bassa energia. Questo ambizioso progetto, che ha compreso tre diverse spedizioni sul campo a partire dal 2023, è stato finalizzato all'inizio del 2026 in seguito a complessi scavi nel ghiaccio che hanno raggiunto profondità superiori a 1,6 chilometri. Durante le operazioni sono stati installati oltre 600 nuovi moduli sensori ottici ad alta sensibilità, distribuiti su sei nuovi cavi; tale integrazione ha portato il numero complessivo di cavi della rete a 92, tutti immersi in un volume di un chilometro cubo di ghiaccio antartico.

La maggiore densità dei sensori risulta fondamentale per incrementare la precisione nello studio delle oscillazioni dei neutrini, confermando IceCube come il principale centro di ricerca per le misurazioni dei neutrini atmosferici su vaste distanze. I nuovi moduli, che includono i sensori digitali ottici multi-lampada (mDOM) e i cosiddetti D-Egg, offrono una sensibilità superiore di due o tre volte rispetto ai modelli precedenti. Questo salto tecnologico consentirà ai ricercatori di effettuare una nuova analisi dei dati accumulati negli ultimi 15 anni, portando a una definizione più accurata dei sapori dei neutrini e della natura dei raggi cosmici. La National Science Foundation (NSF) ha sottolineato come questo aggiornamento assicuri agli Stati Uniti la leadership nella fisica dei neutrini, preparando il terreno per la futura espansione IceCube-Gen2.

Parallelamente alle attività di ricerca astrofisica, l'osservatorio ha collaborato con lo United States Geological Survey (USGS) per il posizionamento di due nuovi sismometri, che rappresentano oggi gli strumenti di questo tipo più profondi mai installati. Collocati a una profondità di oltre 8.000 piedi (circa 2,5 chilometri) sotto la calotta polare, questi sensori sfrutteranno l'assenza quasi totale di rumore ambientale per monitorare l'attività sismica globale e studiare le profondità della Terra con una risoluzione mai vista prima. L'installazione, ultimata nel gennaio 2026, va a potenziare la Rete Sismografica Globale dell'USGS ed è il risultato di una proficua partnership con l'Università del Wisconsin-Madison.

Questi sismometri d'avanguardia, progettati per operare in condizioni di freddo estremo, sono in grado di resistere a pressioni che raggiungono le 8.500 libbre per pollice quadrato. I flussi di dati generati contribuiranno significativamente alla sicurezza globale e alla gestione dei disastri naturali, fornendo supporto critico ai sistemi di allerta precoce per gli tsunami e al monitoraggio dei test nucleari. L'impiego di questi strumenti, che utilizzano componenti originariamente sviluppati per le ricerche di IceCube sulla materia oscura, consolida le capacità di monitoraggio geofisico a lungo termine presso il Polo Sud, garantendo una stabilità operativa di fondamentale importanza.

Il processo di modernizzazione di IceCube, durato circa sette anni includendo la fase di progettazione delle nuove apparecchiature, costituisce la base fondamentale per il futuro progetto IceCube-Gen2. Questa imponente espansione della struttura attuale prevederà tre componenti principali: un array ottico esteso, un sistema radio più ampio per la rilevazione di neutrini a energie ultra-elevate e una rete di rilevamento superficiale. L'obiettivo finale è quello di mappare il cielo attraverso i neutrini ad alta energia, dai TeV agli EeV, cercando risposte ai quesiti fondamentali sull'origine delle particelle più energetiche dell'universo e mettendo alla prova i confini del Modello Standard della fisica. Il successo di questo potenziamento garantisce alla comunità scientifica internazionale una continuità nelle scoperte fino all'arrivo dei rilevatori di prossima generazione.