Scienze

Dov’è la materia oscura?

Un esperimento per cercare le particelle che costituirebbero una parte fondamentale della massa dell’Universo non ha dato risultati.

La materia oscura... esiste oppure no? Con l’ultima, sofisticata ricerca condotta con il Large Underground Xenon (LUX), durata oltre un anno e mezzo, non si è riusciti ad individuare alcuna traccia di quelle particelle che, secondo alcuni, dovrebbero appunto costituire la materia oscura.

La relazione è stata presentata alla Identification of Dark Matter Conference (IDM2016) di Sheffield (Gran Bretagna, luglio 2016). I risultati arrivano da un esperimento realizzato in South Dakota, all’interno di una ex miniera d’oro, dove si sono cercate le ipotizzate interazioni tra particelle di materia oscura, chiamate Weakly Interactive Massive Particle (WIMP), e la materia ordinaria, ossia la materia di cui siamo fatti tutti noi e l’Universo che conosciamo.

Uno sei sensori che dovrebbe rilevare il passaggio di una WIMP. © C.H. Faham

LUX è un'installazione a 1.500 metri di profondità: è un rivelatore di WIMP costituito (in estrema sintesi) da 370 kg di Xenon liquido all’interno di una cisterna da 70.000 litri d’acqua. «La nostra macchina è complessa e già più sensibile di quanto pensavamo: siamo certi che se nel corso dell’esperimento fosse passata una particella WIMP, l’avremmo intercettata», ha commentato Sally Show, membro del gruppo di lavoro di LUX.

Eppure esiste, Forse. Il risultato dell'esperimento obbliga ora gli astronomi a cercare altre soluzioni per spiegare la materia oscura, un tipo di materia che non riusciamo a osservare direttamente e la cui esistenza ha senso nel modello standard della cosmologia (la teoria basata sul Big Bang). In uno scenario alternativo, ossia se la teoria fosse errata, potrebbe non essere necessaria: sono affermazioni curiose, ma occorre considerare che la materia oscura è dedotta da un modello matematico e non da evidenze sperimentali.

Della sua esistenza è comunque certo Cham Ghag, della University College London (UCL) e tra gli ideatori di LUX, il quale spiega: «La materia oscura rappresenta i quattro quinti della massa dell’Universo: è, a livello mondiale, una delle priorità della ricerca scientifica».

A favore dell’esistenza della materia oscura vi sono gli effetti gravitazionali che produce su vasta scala, come per gli ammassi di galassie che (si ipotizza) senza il contributo gravitazionale della materia oscura non potrebbero rimanere aggregati per tempi cosmici. Secondo la maggior parte degli astronomi senza la materia oscura non si potrebbe insomma spiegare l'esistenza degli ammassi di galassie.

C’è chi sostiene che la materia oscura potrebbe essere composta da MACHO (Massive Compact Halo Object), ossia oggetti di massa molto elevata, come stelle di neutroni o buchi neri, difficilissimi da individuare.

L’esperimento LUX continuerà nei prossimi anni e il gruppo di lavoro sta già lavorando al LUX-ZEPLIN, l’evoluzione di LUX, che sarà almeno 70 volte più sensibile.

27 luglio 2016 Luigi Bignami
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