16 marzo 2012

Radiotelegrafia ultralenta. Con i neutrini.


Che cosa fareste se vi trovaste in panne con il vostro rover sulla faccia sbagliata di marte, quella rivolta verso lo spazio aperto e non verso la terra? Bè una delle possibilità è tirar fuori una radio a neutrini e sparare un fascio di particelle codificate in qualche modo. E' praticamente certo che la comunicazione arriverebbe al centro di controllo di Houston. I neutrini sono imperturbabili, passano attraverso qualsiasi cosa. Ma proprio per questo è dannatamente difficile intercettarli.
E' quello che hanno provato a fare - racconta Scientifican American - gli scienziati del Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, stato di Illinois. Gli ardimentosi fisici hanno preso (faticosamente) dei neutrini, ci hanno impresso sopra la parola "neutrino" (poca fantasia, eh?), li hanno sparati a una distanza di circa un kilometro, tra cui non meno di 240 metri di spessore di sedimento argilloso. Il sistema ricevente, costituito da un pratico rivelatore MINERvA pesante solo 170 tonnellate, è riuscito a decodificare il messaggio. Ma ci ha messo parecchio tempo. Alla fine è risultato che la larghezza di banda del canale neutrinico è pari a 0,1 bit al secondo. Dieci secondi per un solo bit, roba da mettere alla prova la pazienza di Shannon.
«Beams of neutrinos have been proposed as a vehicle for communications under unusual circumstances, such as direct point-to-point global communication, communication with submarines, secure communications and interstellar communication,» scrivono gli scienziati del Fermi nel loro articolo pubblicato su arXiv.org, la fonte di "pre-pubblicazioni" scientfiche. C'è però ancora parecchia strada da fare per far comunicare tra loro i sottomarini e le astronavi. «The link achieved a decoded data rate of 0.1 bits/sec with a bit error rate of 1% over a distance of 1.035 km, including 240 m of earth.» Anche dal punto di vista della generazione del fascio di neutrini gli scienziati hanno avuto i loro problemi. Per ottenerli hanno dovuto sparare dei protoni in un bersaglio di carbonio, producendo pioni e kaoni, due simpatici rappresentanti dello zoo delle particelle alimentari (il primo dei due è stato co-scoperto dal nostro Giuseppe Occhialini) che decadono rapidamente in un neutrino. Rapidamente si fa per dire: nella descrizione del loro esperimento che i rilevatori utilizzati sono stati dimensionati per misurare 16 milioni di eventi neutrinici in quattro ore di trasmissione. Gli eventi in questione sono rappresentati da interazioni complesse, che nello stadio finale contengono muoni, una particella che appartiene, come gli elettroni, alla classe dei leptoni. In qualche modo gli elettroni c'entrano. In conclusione, dicono alla fine gli scienziati, l'esperimento dimostra che la comunicazione digitale basata su neutrini funziona a una larghezza di banda di circa 0,1 Hz e con un margine di errore dell'1%. Ma nella pratica bisogna intervenire molto sui sistemi di generazione e soprattutto sui rivelatori.
Forse dovremmo inseguire altre alternative. Che ne dite dei fotoni del settore-nascosto? O magari i fotoni gamma catturati oggi dal telescopio orbitale Fermi, lanciato dai radioastronomi per individuare, ai confini dell'universo elettromagnetico visibile, oggetti ancora inspiegabili.

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