Il progetto Pnrr Km3net4rr si basa sul Kilometre Cube Neutrino Telescope (Km3net), una grande infrastruttura di ricerca europea che include un rilevatore di neutrini immerso nelle acque profonde del Mar Mediterraneo, al largo della costa siciliana di Portopalo di Capo Passero. Ulteriori rivelatori sottomarini saranno posizionati anche in Francia e in Grecia.

Km3net avrà un impatto significativo nella ricerca sui neutrini. Questo avanzato osservatorio sottomarino, situato nell’emisfero settentrionale, completerà le attività scientifiche del rivelatore IceCube in Antartide, concentrandosi sui neutrini provenienti dall’emisfero australe. In fisica delle particelle, il neutrino è una particella subatomica elementare caratterizzata da una massa estremamente piccola e priva di carica elettrica. Sono tra le particelle più sfuggenti mai scoperte. Il loro studio riveste un enorme interesse scientifico, fornendo informazioni fondamentali in numerosi ambiti della fisica, dalla comprensione della struttura della materia e delle stelle fino alla cosmologia.

La configurazione della Terra favorisce la rilevazione incrociata dei neutrini: gli strumenti nell'emisfero sud catturano quelli provenienti dal cielo del nord e viceversa. Tra i principali punti di forza di Km3net ci sono la sua posizione strategica, l'alta risoluzione angolare, che consentirà una più precisa identificazione delle sorgenti di neutrini cosmici, e la capacità di analizzare gli spettri energetici e la composizione di tali neutrini.

Da Sinistra a destra: Grazia Umana , Sebastiano Ciancio, Fabrizio Bocchino, Paolo Piattelli, Rosa Coniglione, Corrado Triglilio, Sabina Ustamujic

L’inaf partecipa al progetto come parte del Work Package 7 con l’attività 7.2. Models of Galactic candidate neutrino sources and comparison with multi-messenger observations il cui responsabile è Fabrizio Bocchino dell’Inaf di Palermo con cui collabora Sabina Ustamujic, anch'essa dell'Inaf di Palermo, che si è dedicata alla realizzazione di modelli magneto-idrodinamici per studiare oggetti potenzialmente identificabili come sorgenti di neutrini, con un focus particolare sui resti di supernova che interagiscono con nubi molecolari: “Il mio lavoro consiste nel selezionare i resti di supernova da analizzare, sviluppare i modelli e stimare il flusso di neutrini generato da questi resti a partire dai modelli stessi. Questo approccio ci consentirà di ottenere informazioni sugli osservabili associati a tali resti di supernova e di interpretare in modo più accurato le osservazioni di emissione di neutrini.”, spiega Ustamujic, “Per questa attività sono necessarie ingenti risorse computazionali, motivo per cui, oltre al mio contratto, il progetto ha finanziato l'acquisto di un sistema di calcolo Hpc presso il centro di supercalcolo per l’astrofisica numerica dell’Inaf di Palermo, dove sarà ospitata anche la nostra macchina.”

Questi dati possono essere integrati con le osservazioni del rivelatore stesso, basato su fotomoltiplicatori ottici che catturano la luce Cherenkov generata dalle particelle secondarie prodotte dai neutrini. Negli ultimi anni, l'astronomia multimessaggera ha rivoluzionato il nostro modo di osservare l'Universo, consentendo di studiare le sorgenti astrofisiche non solo attraverso la radiazione elettromagnetica che emettono, ma anche analizzando la loro emissione di neutrini e onde gravitazionali, fenomeni previsti dai modelli teorici ma estremamente complessi da rilevare.

Ma non è tutto, perché oltre alla fisica dei neutrini, Km3net rappresenta un'opportunità unica per la ricerca marina. I suoi sensori, collocati a 3 chilometri di profondità, forniscono una raccolta continua di dati a lungo termine e ad alta larghezza di banda e contribuiscono al monitoraggio di fenomeni bioluminescenti, bioacustici e delle correnti marine, aprendo nuove prospettive anche nello studio dell’ambiente oceanico.

“L'astrofisica multimessaggera richiede grandi facility internazionali per massimizzare la nostra capacità di rivelare le sorgenti in queste nuove finestre e KM3NeT non fa eccezione, essendo una collaborazione internazionale fra 9 paesi europei, fra cui l'Italia, e 6 extra europei, fra cui Regno Unito, Australia, Sud Africa e Stati Uniti.”, dice Fabrizio Bocchino, “Per la Sicilia, che ospita la parte italiana del rivelatore sottomarino a largo di Portopalo, è una grande opportunità di ricerca e sviluppo, che è stata colta grazie al finanziamento Pnrr.”

In Italia, il progetto Pnrr Km3net4rr ha come capofila Infn e come partner l’Inaf, il Politecnico di Bari, l’Università della Campania Vanvitelli, l’Università di Catania, l’Università di Genova, l’Università la Sapienza di Roma, l’Università di Salerno e l’Università di Napoli Federico II.

L’incontro, moderato da Marco Miceli dell’Università di Palermo e associato Inaf, si è tenuto in due momenti distinti. Inizialmente presso il Dipartimento di Fisica e Chimica “E. Segrè” dell’Università di Palermo, dove Sabrina Ustamujic ha presentato i risultati in un seminario intitolato “Interacting Supernova Remnants as High-Energy and Neutrino Sources”. Successivamente, l’evento si è  spostato nella nuova sala Hpc del centro di supercalcolo perl’astrofisica numerica presso i laboratori INAF di Palermo, situati in Via G. F. Ingrassia 31.