Perché i fisici stanno cercando la materia oscura 2 chilometri sotto terra?

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Gli astronomi hanno scoperto che la composizione dell’universo osservabile è in gran parte un mistero: solo una minima parte, circa il 5%, è fatta di materia come la conosciamo. Il rimanente si divide tra materia oscura, che costituisce circa il 27%, ed energia oscura, che rappresenta il 68%. Questi dati suggeriscono che la realtà che ci circonda è solo la punta dell’iceberg di ciò che effettivamente esiste.

La materia oscura, pur essendo invisibile poiché non emette luce, esercita la sua presenza attraverso la gravità, influenzando il movimento delle galassie e degli ammassi di galassie. La sua quantità, stimata essere cinque volte superiore a quella della materia visibile, ha spinto la comunità scientifica a cercare prove concrete della sua esistenza.

Una strategia sorprendente adottata nella ricerca della materia oscura è l’esplorazione sotterranea. In tutto il mondo, sono state istituite stazioni di rilevamento sottoterra dedicate alla ricerca di particelle massicce debolmente interagenti (WIMP) e alla misurazione dell’impatto dei neutrini. La teoria sostiene che, poiché le WIMP attraversano la Terra, rivelatori estremamente sensibili potrebbero catturare le loro rare interazioni.

Un mistero da studiare

Hugh Lippincott, dell’Università della California, Santa Barbara, ha illustrato il funzionamento dell’esperimento LUX-ZEPLIN, che utilizza griglie elettriche per spingere elettroni verso la superficie di un liquido, generando lampi di luce rilevati da sensori. Questo sistema permette di determinare la posizione, l’energia e la natura dell’interazione avvenuta.

Tuttavia, la collocazione di tali rivelatori in superficie sarebbe controproducente a causa del “rumore” generato da radiazioni ambientali non pericolose, come quelle emesse da uranio e torio e dai raggi cosmici. Per evitare interferenze, è cruciale posizionare i rivelatori in luoghi isolati dal resto dell’ambiente, come dimostrato dal laboratorio SNOLAB in Ontario, Canada, che si trova a 2 chilometri di profondità sotto terra.

Nel South Dakota, l’esperimento LUX-ZEPLIN ha registrato circa cinque eventi al giorno, un numero infinitamente inferiore rispetto a quello che si avrebbe in superficie. Nonostante questi eventi non siano stati attribuiti alla materia oscura, la ricerca continua nella speranza di trovare infine le prove della sua esistenza, e con esse, le risposte a uno dei più grandi misteri dell’universo.