Materia oscura: un giallo italiano

Un annuncio dei ricercatori del Gran Sasso scuote il mondo della fisica

I fisici del Gran Sasso annunciano che l’esperimento DAMA/LIBRA, progettato per rivelare la materia oscura, avrebbe fornito risultati incoraggianti. Ma sarà del tutto vero?

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Nel Giugno 2017, un cristallo artificiale pesante circa 250 Kg e sepolto sotto il monte Gran Sasso cominciò a risplendere un po’ più del solito. Il segnale del cristallo sembrava aumentare e diminuire come un orologio mentre la Terra orbitava attorno al sole. Per alcuni ricercatori, il cristallo avrebbe individuato una firma di particelle di materia oscura.

Un fantasma fra le galassie

Dopo altri sei anni di osservazione, la modulazione annuale del segnale del cristallo è ancora presente. Questo è ciò che hanno affermato gli scienziati di un esperimento italiano chiamato DAMA / LIBRA alla riunione XLIX del Comitato scientifico del Gran Sasso. Questo esperimento è stato costruito appositamente per rilevare la materia oscura e, in effetti, gli scienziati di DAMA / LIBRA sono convinti di averne individuato la sua sfuggente particella. Ma altri sono più scettici.

Jonathan Davis, fisico astroparticellare del King’s College di Londra nel Regno Unito che non è stato coinvolto nello studio, afferma:

“Quello che possiamo dire con certezza è che si vede una modulazione durante il periodo orbitale terrestre. Appare ai primi di Giugno, approssimativamente quando ci si aspetterebbe che il segnale della materia oscura raggiunga il picco”.

Osservazioni continue di galassie lontane rivelano che la maggior parte della massa calcolata dell’universo sembra essere dispersa nello spazio. La spiegazione comune di questa anomalia è la materia oscura: una sostanza teorica che interagisce con la materia visibile solo attraverso la gravità, e forse molto, molto debolmente attraverso qualche altra forza.



Cacciatori di particelle oscure

Molti esperimenti sotterranei ad alta sensibilità sono ancora in attesa di rivelare una particella di materia oscura. Questi includono XENON1T (liquido riempito di xeno) in Italia. Un rivelatore di particelle astrofisiche (PandaX) in Cina. LZ in Sud Dakota, nonché l’esperimento di semiconduttori Cryogenic Dark Matter Search in Minnesota. Essi cercano tutti il candidato più probabile della materia oscura, una nuova particella subatomica che interagisce molto debolmente con la materia normale, chiamata WIMP.

DAMA / LIBRA utilizza un diverso tipo di rivelatore: cristalli di ioduro di sodio con all’interno atomi di tallio in più che dovrebbero emettere un piccolo lampo se sono eccitati da una particella di materia oscura transitante. Essi continuano a misurare una modulazione annuale di un segnale inspiegabile a seconda della posizione relativa del moto terrestre con la galassia. Forse il pianeta riceve più particelle di materia oscura mentre si muove verso l’interno, rispetto alla fonte presunta.

DAMA / NaI e il suo successivo DAMA / LIBRA hanno finora misurato la modulazione per due cicli di osservazioni che coprono oltre un decennio.

Ma ci sono ancora molte perplessità, dato che nessun altro è stato in grado di confermare i risultati di DAMA / LIBRA. Laura Baudis, ricercatrice del Physik Institut dell’Università di Zurigo, dichiara:

“Stiamo eseguendo questo tipo di analisi per rivelare la stessa modulazione annuale. Non l’abbiamo ancora vista, così come non l’hanno ancora vista anche altri istituti.”

Forse questo è un tipo speciale di materia oscura che interagisce in modo diverso con il cristallo di sodio piuttosto che con lo xeno liquido, ma i teorici non hanno ancora scoperto cosa potrebbe causare una tale differenza. Se DAMA / LIBRA vede davvero la materia oscura, allora sta vedendo qualcosa di più esotico di quanto comunemente teorizzato.

Una missione per…007!

Baudis e Davis hanno entrambi dichiarato che DAMA / LIBRA non ha condiviso i loro dati con altri fisici. Fatto piuttosto insolito nel mondo della comunità scientifica. Ciò rende arduo per gli altri istituti fornire conferme o verificare che quel segnale non sia solo un banale segnale annuale. Esso potrebbe quindi essere causato da raggi cosmici nell’atmosfera. O da qualcosa legato alla variazione della temperatura della Terra in base alle stagioni. La portavoce di DAMA / LIBRA, Rita Bernabei, avrebbe divulgato l’idea che l’esperimento abbia davvero scoperto un segnale di materia oscura. Questo secondo quanto affermato da Davis, il quale ha però posto l’accento anche sulla grande segretezza tenuta da Bernabei in merito ai risultati.

Dice Baudis:

“È qualcosa di molto eccitante. Stiamo cercando di scoprire di cosa si tratti. Nessuno lo sa a questo punto. Sarebbe molto più facile se la comunità internazionale potesse avere accesso ai dati. Ma questo, mi dispiace, non è ancora possibile.”

Insomma, questa vicenda sta sempre di più assumendo i connotati di una spy story degna di Ian Fleming.

Roberto Bovolenta

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