Materia oscura: esiste e subisce mutazioni
Creato Giovedì, 12 Maggio 2011 10:52 Scritto da Roberta De Carolis
Conosciamo solo il 17 per cento della materia di cui è fatto l’universo. E il resto? È vuoto assoluto? Da quello che gli astrofisici vedono si direbbe di no, anche se nessuno ha mai dimostrato il contrario: è la materia oscura e oggi gli scienziati dicono che è anche mutevole nel tempo. A dare la notizia un gruppo di ricerca dell’Università di Chicago (Usa) guidato da Juan Collar, il quale ha presentato i risultati dell’esperimento, chiamato CoGeNT, al meeting dell’American Physical Society ad Anaheim (California, Usa).
Nel 1933 un astronomo svizzero naturalizzato statunitense di nome Fritz Zwicky notò uno strano fenomeno: le galassie dell’agglomerato Coma si muovevano così velocemente da non giustificare il fatto che rimanessero vicine solo con la forza gravitazionale dovuta ai corpi celesti conosciuti. Per cui egli dedusse che c’era necessariamente altra materia a tenerle unite, ma, non riuscendo ad osservarla direttamente, la chiamò ‘materia oscura’.
Da allora astronomi e astrofisici hanno tentato per decenni di vedere questa materia così sfuggente, ma fino ad oggi esperimenti definitivi non sono mai stati compiuti. La materia oscura continua a dare prove indirette della sua esistenza (essenzialmente dovute ad effetti gravitazionali come quelli osservati da Zwicky) ma non si manifesta in modo diretto.
In realtà gli scienziati non sono ancora riusciti a capire cosa cercare esattamente, perché, non avendola mai osservata in modo diretto, non sanno che forma e proprietà potrebbe avere. Tuttavia le numerose prove indirette che la materia fornisce di sé, hanno portato gli studiosi a restringere il campo e ormai quasi tutta la comunità scientifica concorda sul ritenere probabile che essa sia fatta di particelle che interagiscono debolmente (Weakly Interacting Massive Particle ,WIMP).
Sulla loro massa tuttavia ancora esistono due 'fazioni', una che sostiene masse intorno ai 100 GeV (‘modello delle particelle pesanti’) e una che crede in un range tra i 7 e gli 8 GeV (‘modello delle particelle leggere’), dove 1 GeV è un miliardo di volte l’energia acquistata da un elettrone libero accelerato nel vuoto da una differenza di potenziale di 1V. Nella fisica delle particelle infatti si usano spesso unità di misura di energia per indicarne la massa, poiché Einstein ha dimostrato, con la sua celebre equazione E = mc2, che massa ed energia sono direttamente proporzionali.
Oggi noi sappiano però qualcosa in più: Collar e i suoi hanno infatti dimostrato che la materia oscura può anche cambiare nel tempo. L’esperimento CoGeNT è seguito infatti ad altri due importanti esperimenti, lo Xenon100 e il Cryogenic Dark Matter Search II (CDMSII), condotti utilizzando atomi con nuclei molto grandi per aumentare la probabilità di collidere con le particelle della materia oscura, e sfruttando l’estrema sensibilità dei loro rivelatori per captare l’eventuale luce prodotta dalle collisioni. CoGeNT si è basato sullo stesso impianto sperimentale ma ha ottenuto un risultato in più: le collisioni sono risultate incrementate in un certo periodo, cosa che indicherebbe una mutazione della materia oscura nel tempo.
Niente di tutto questo ha fornito ancora una prova diretta dell’esistenza della materia oscura, ma ha incrementato non solo la speranza di trovarla presto, ma anche le conoscenze, seppur indirette, di tutto quello che ci circonda. Gli scienziati sono ora a lavoro per confermare e interpretare correttamente questi risultati.
Roberta De Carolis