Un gruppo di scienziati guidato dai ricercatori dell'Università di Rochester e North Carolina State University hanno inviato per la prima volta un messaggio utilizzando un fascio di neutrini - particelle quasi senza massa che
viaggiano quasi alla velocità della luce - usando un acceleratore di particelle e un rilevatore di neutrini, il "Minerva", sistemato in una caverna a 100 metri di profondità. Il messaggio è stato inviato attraverso 240 metri di roccia e ha detto semplicemente: "Neutrino". "Usando neutrini, sarebbe possibile comunicare tra due punti qualsiasi della Terra senza l'utilizzo di satelliti o cavi", ha dichiarato Dan Stancil, professore di ingegneria elettrica e informatica alla NC State e autore di un documento che descrive la ricerca.
"Il sistema di comunicazione tramite neutrini sarebbe molto più complicato rispetto ai sistemi attuali, ma potrebbe avere importanti applicazioni strategiche". Molti hanno teorizzato circa i possibili usi dei neutrini nella comunicazione a causa di una proprietà particolarmente preziosa: possono penetrare quasi tutto ciò che incontrano. Se questa tecnologia potrebbe essere applicata a sottomarini, per esempio, allora potrebbe concepibilmente comunicare su lunghe distanze attraverso l'acqua, il che è difficile, se non impossibile, con la tecnologia attuale. E se volessimo comunicare con qualcosa nello spazio esterno che è sul lato opposto della luna o un pianeta, il nostro messaggio potrebbe viaggiare dritto senza impedimento.
"Naturalmente, la nostra attuale tecnologia richiede grandi quantità di attrezzature ad alta tecnologia per comunicare un messaggio utilizzando i neutrini, quindi questo non è al momento pratico", ha detto Kevin McFarland, dell'Università di Rochester professore di fisica che è stato coinvolto nell'esperimento. "Ma il primo passo verso l'utilizzo un giorno dei neutrini applicati alla comunicazione è stato dimostrato utilizzando la tecnologia di oggi". Il team di scienziati hanno dimostrato che è possibile eseguire la loro prova al
Fermi National Accelerator Lab (o Fermilab, in breve), al di fuori di Chicago. Il gruppo ha presentato le sue conclusioni sulla rivista Physics Letters A moderni . Al Fermilab i ricercatori hanno avuto accesso a due componenti cruciali.
Il primo è uno dei più potenti acceleratori di particelle del mondo, che crea fasci ad alta intensità di neutrini da protoni accelerando attorno a 2,5 miglia. Il secondo è un rilevatore multi-ton della Minerva, che si trova in una caverna sotterranea a 100 metri. Oggi, la maggior parte delle comunicazioni viene effettuata inviando e ricevendo onde elettromagnetiche. Ma le onde elettromagnetiche non passano facilmente attraverso la maggior parte dei tipi di materia. I neutrini, invece, attraversano regolarmente interi pianeti senza essere disturbati. A causa della loro carica elettrica neutra e massa quasi inesistente, i neutrini non sono soggetti alle attrazioni magnetiche e non sono significativamente alterate dalla forza di gravità, quindi sono praticamente privi di impedimenti al loro movimento.
Il messaggio che gli scienziati hanno inviato utilizzando i neutrini è stato tradotto in
codice binario. In altre parole, la parola "neutrino" era rappresentata da una serie di 1 e 0, con gli 1 corrispondenti ad un gruppo di neutrini sparati e 0 corrispondenti a nessun neutrino sparato. I neutrini sono stati sparati in grandi gruppi, perché sono così evasivi che anche con un multi-ton detector, solo uno su dieci miliardi di neutrini vengono rilevati. Dopo che i neutrini sono stati rilevati, un computer all'altro capo ha tradotto il codice binario di nuovo in inglese, e la parola "neutrino" è stata ricevuta. "I neutrini sono stati uno strumento straordinario per aiutarci a conoscere il funzionamento sia del nucleo che dell'universo", ha detto Deborah Harris, responsabile del progetto Minerva.
"Ma la comunicazione neutrino ha una lunga strada da percorrere prima che sia altrettanto efficace", ha aggiunto Harris. Minerva è una collaborazione internazionale di fisici nucleari e delle particelle provenienti da 21 istituti che studiano il comportamento dei neutrini con un rivelatore situato al Fermi National Accelerator Laboratory vicino a Chicago. Questo è il primo esperimento di neutrino al mondo ad utilizzare un fascio ad alta intensità per studiare le reazioni dei neutrini con nuclei di cinque materiali diversi target, creando il primo side-by-side confronto di interazioni. Ciò contribuirà a completare il quadro dei neutrini e consentire che i dati vengano più chiaramente interpretati negli esperimenti attuali e futuri.
