Materia oscura potrebbe essere fatta da particelle ultraleggere

Componente di uno sperimentale rilevatore di materia oscura a bassa massa nelle mani di Junsong Lin, ricercatrice del Berkeley Lab (credito: Marilyn Chung/Berkeley Lab)

Dato che la materia oscura non è stata ancora individuata e non si sa se sia fatta da particelle conosciute, teorizzate o del tutto sconosciute, diversi scienziati stanno effettuando innovativi esperimenti onde cercarla in intervalli precedentemente inesplorati della massa e dell’energia delle particelle.

Per quel che ne sappiamo, la materia oscura potrebbe essere composta anche da qualcosa che non potrebbe essere categorizzato nel concetto che abbiamo di particella. Ma potrebbe essere composta anche da particelle ultraleggere teoriche, ad esempio quelle a forma di onda denominate assioni.
Un nuovo approccio prevede che la materia oscura potrebbe essere molto più “leggera”, ossia con una massa più bassa e con un livello di energia più debole, di quanto mai terrorizzato in precedenza.
È l’approccio che sta utilizzando Kathryn Zurek, fisica teorica del Berkeley Lab.

Secondo la scienziata ci sono alcune idee teoriche riguardo alla materia oscura sbocciate negli ultimi anni che stanno diventando “mainstream” rispetto alle teorie più classiche, come quelle, per esempio, legato alle particelle WIMP.
Si parla della materia oscura a bassa massa, una teoria che secondo la stessa scienziata ora si sta diffondendo sempre di più.

Proprio Zurek è pronta a concentrarsi su esperimenti onde cercare particelle di materia oscura che abbiano la massa più piccola di un protone, una particella subatomica che si trova all’interno del nucleo e che pesa circa 1850 volte un elettrone.
Questo nuovo sforzo, che si concentrerà più che altro sulla ricerca di caratteristiche legate alla massa, avrà “l’obiettivo generale di comprendere finalmente la natura della materia oscura dell’universo”.

La scienziata, insieme al suo gruppo, è ora pronta, grazie anche ad un finanziamento di 24 milioni di dollari erogato dal Dipartimento dell’Energia statunitense al suo laboratorio, ad utilizzare i più moderni acceleratori a disposizione del suo istituto per rilevare eventuali singole particelle galattiche, le quali potrebbero comporre la materia oscura, che abbiano una massa fino a circa un trilione di volte inferiore a quella di un protone.

Una tale eventuale “leggerezza” spiegherebbe anche perché la materia oscura non è mai stata individuata fino ad ora, sostanzialmente perché impercettibile con qualunque strumento.
Inizialmente i ricercatori si concentreranno sui cristalli di elio e su quelli di arseniuro di gallio i quali potrebbero presentare interazioni tra particelle di materia oscura a bassa massa.

Fonti e approfondimenti

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