Un fotone di 300 TeV, osservato da un rivelatore situato in Russia, ha sfidato le leggi della fisica conosciuta, arrivando sulla Terra nonostante le previsioni di distruzione. Questo evento, registrato durante un lampo gamma estremamente luminoso, ha suscitato un dibattito scientifico su possibili violazioni dell’invarianza di Lorentz e su nuove teorie che potrebbero modificare la comprensione dell’universo. Il fotone, che ha percorso oltre due miliardi di anni luce, ha superato le probabilità di sopravvivenza previste dai modelli attuali, aprendo nuove domande sulla natura della realtà.
Un lampo gamma che ha scosso la fisica
Il lampo gamma BOAT, osservato il 9 ottobre 2022, è stato il più luminoso mai registrato. Il suo redshift di circa 0,151 indica una distanza di poco più di due miliardi di anni luce. Tra i fotoni emessi, uno di 300 TeV ha attirato l’attenzione degli scienziati. Questa energia, equivalente a mille miliardi di volte quella di un fotone di luce visibile, è tra le più elevate mai misurate. Tuttavia, secondo i modelli fisici attuali, un fotone di questa energia non dovrebbe sopravvivere a un viaggio di due miliardi di anni luce, a causa delle interazioni con la radiazione cosmica di fondo.
Un fotone che ha sfidato le previsioni. Il fotone da 300 TeV, rivelato da Carpet, è arrivato sulla Terra nonostante le probabilità di distruzione previste. Questo evento ha suscitato un dibattito su possibili violazioni dell’invarianza di Lorentz e su nuove teorie che potrebbero spiegare la sua sopravvivenza.
Le ALP e la violazione dell’invarianza di Lorentz
Per spiegare la sopravvivenza del fotone, alcuni ricercatori hanno proposto l’esistenza di particelle ipotetiche chiamate Axion-Like Particles (ALP). Queste particelle, estremamente leggere, potrebbero permettere ai fotoni di “aggirare” le interazioni con la radiazione di fondo. Tuttavia, i calcoli non bastano a spiegare il caso del fotone da 300 TeV. Per questo, Giorgio Galanti e Marco Roncadelli hanno combinato il meccanismo delle ALP con l’idea di una piccola violazione dell’invarianza di Lorentz. Un modello che spiega il fenomeno. Questa violazione, se confermata, potrebbe modificare leggermente la velocità di propagazione dei fotoni ad alta energia, permettendo loro di evitare le interazioni che li avrebbero distrutti. Secondo i calcoli di Ofengeim e Piran, basati sul lavoro di Galanti e Roncadelli, il fotone da 300 TeV avrebbe dovuto arrivare sulla Terra circa un’ora dopo i fotoni di energia inferiore, rivelati da LHAASO.
Ed è esattamente ciò che i dati mostrano: il fotone di Carpet è stato registrato quando l’emissione ad alta energia da LHAASO era già in fase di attenuazione. Questo risultato suggerisce che il modello proposto potrebbe essere una spiegazione valida, ma non definitiva. La violazione dell’invarianza di Lorentz, se confermata, potrebbe rappresentare una deviazione dai principi della relatività speciale di Einstein. Questo scenario, se verificato, avrebbe conseguenze profonde sulla fisica moderna, toccando i pilastri della cosmologia e della fisica delle particelle.
