Parte dall'INFN di Frascati la caccia alla forza oscura dell'Universo

07 Settembre 2018 24

Un nuovo tipo di forza ancora sconosciuta che potrebbe svelare la natura della materia oscura, la quale compone l'80% dell'Universo: scoprire se esiste è lo scopo di un team internazionale di ricercatori con base in Italia, nei laboratori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) a Frascati.

È proprio qui infatti che si trova PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), un esperimento che verrà acceso sotto la supervisione del gruppo di ricerca internazionale che vede la partecipazione di una quarantina di studiosi, tra cui gli statunitensi della Cornell University, Iowa University e William and Mary College, gli ungheresi dell'Istituto MTA Atomki di Debrecen e i bulgari dell'Università di Sofia.

I laboratori Nazionali di Frascati dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Credits: ANSA

Ma prima, un passo indietro: quali sono le basi teoriche su cui si fonda questa ricerca? Come spiegato nella pagina dedicata dell'INFN, esistono prove astrofisiche che suggeriscono come la maggior parte della materia che forma l'Universo non sia riconducibile alle particelle descritte dal Modello Standard. L'ipotesi è che allora esista un nuovo tipo di materia, elettricamente neutra e stabile, che interagisce poco o niente con la materia ordinaria, e quindi è "oscura" perché non produce radiazione elettromagnetica.

Tra i numerosi modelli teorici che supportano questa tesi, c'è anche l'ipotesi che esista un particolare tipo di particella - l'equivalente del fotone per la forza elettromagnetica, per intenderci - che faccia da ponte tra le particelle "oscure" del nuovo tipo di materia e la materia ordinaria del Modello Standard, tramite una nuova, debolissima forza.

Simulazione della distribuzione 3D della materia oscura nell’universo. Credits: ANSA/ESA

Lo scopo dunque, è intercettare questo "fotone oscuro" e dimostrare così l'esistenza della nuova forza. Per questo motivo è stato predisposto PADME: l'esperimento dirigerà un fascio di positroni su un bersaglio costituito dagli elettroni degli atomi di un materiale molto sottile e leggero (in questo caso, il carbonio di un diamante sintetico), cercando, nelle annichilazioni di elettroni e positroni, la produzione di coppie di fotoni, di cui uno ordinario e uno oscuro. Come ha spiegato all'ANSA Mauro Raggi, portavoce del gruppo e ricercatore dell'Università La Sapienza di Roma:

"Stiamo finendo di assemblare l'esperimento e i rivelatori, ma la macchina è pronta: a luglio abbiamo già provato a sparare i primi fasci di antimateria con cui colpiremo il bersaglio fatto da una sottile membrana di diamante artificiale. L'interazione tra antimateria ed elettroni del diamante dovrebbe generare due fotoni: se saremo fortunati, uno sarà un fotone oscuro, una particella simile al fotone ordinario ma contraddistinto dal fatto di avere una piccola massa, che PADME dovrebbe poter misurare. Se entro l'anno dovessimo scoprire che l'energia dell'acceleratore non è sufficiente per farlo, allora in futuro potremmo trasferire l'esperimento negli Stati Uniti, alla Cornell University, tentando con un acceleratore 12 volte più potente".

L'esperimento Padme alla ricerca del fotone oscuro. Credits: INFN

Avere l'identikit di questa particella è un passaggio cruciale per comprendere l'Universo oscuro, ha concluso Raggi:

"Questa particella messaggera potrebbe essere il punto di contatto tra due mondi separati, quello della materia ordinaria e quello della materia oscura. La sua scoperta significherebbe l'esistenza di una quinta forza che non rientra tra le quattro fondamentali che conosciamo (forza gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole) e che potrebbe essere una delle forze che regolano l'Universo oscuro. Potremmo così finalmente guardarci dentro, per capire cos'è quell'80% di tutta la materia dell'universo che ancora non conosciamo. Una cosa davvero rivoluzionaria".


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Commenti

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PassPar2_

"la natura della materia oscura, la quale compone l'80% dell'Universo" . Bocciati.

Babi
Cristian P.
Frankbel

La costituzione di un gruppo di ricerca è una non-notizia.
Di solito fanno notizia i risultati raggiunti, non le cordate che si formano.

Emanuele Marzorati

Si lo fanno entrambi per curiosità per non rimanere ignoranti

Gabriele

tutti gli appassionati della saga di Star Wars sanno benissimo di cosa si tratta

Top Cat

E tutti e due fanno una unità.

Squak9000

l’altro mezzo gioca a Fortnite.

Top Cat

Sta cacando angeli.

Top Cat

Non vedo l'ora di vedere il grande Venom!

Top Cat

E l'altro mezzo che accidenti studierà?

L'energia chiara e la materia chiara?

SteDS

Perchè? a me sembra molto interessante

Tito73

materia oscura ed energia oscura sono al centro delle ricerche di mezzo mondo ormai....

Frankbel

Ma che servizio è?

Francesco Renato

I bambini si divertono a spaccare il giocattolo per vedere cosa c'è dentro, gli scienziati... lo stesso.

Black Man

Stavate parllando di me?

Vash

a fare ste cosette, poi son caxxi.. e non dite che non ve lo avevo detto...

Vash

sta scena di neo genesis evangelion nun la ricordavo… cribbio...

Vash

https://uploads.disquscdn.c...

Top Cat
giuseppe9000

Secondo me no

Ikaro

https://uploads.disquscdn.c...

Giorgio

Ed io che pensavo che Frascati fosse famosa per due cose: il vino de li castelli e chef Rubio :D

Top Cat

https://uploads.disquscdn.c... La FORZA...del lato Oscuro.

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