Materia oscura: l'Infn vicina a scoprirne i misteri

materia oscura

Materia oscura. I nuovi dati forniti da uno studio dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare grazie all'esperimento Xenon100, hanno permesso di escludere una classe molto interessante di particelle, tra quelle che compongono la materia oscura.

Si tratta delle cosiddette WIMP (Weakly Interacting Massive Particles, particelle massive debolmente interagenti), di massa circa 50 GeV, che sono state ricercate anche attraverso gli esperimenti ATLAS e CMS dell’acceleratore LHC di Ginevra. L'articolo con i nuovi risultati sarà sottomesso a Physical Review Letters e ad arxiv.org.

I nuovi dati di Xenon100 (in funzione ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'INFN, sotto 1400 metri di roccia), hanno permesso di fare un passo avanti nello studio della misteriosa materia oscura. Secondo quanto spiega l'Istituto, la materia ordinaria costituisce solamente il 4% di tutta la massa ed energia dell'Universo. Di conseguenza, la cosiddetta materia oscura e l'energia oscura "costituirebbero la cospicua parte mancante".

xenon100 w

La sua esistenza talvolta messa in dubbio, è stata più volte confermata sia dalla cosmologia che dalla fisica delle particelle che hanno fornito forti indicazioni a riguardo: "Alcune estensioni del Modello Standard delle particelle elementari suggeriscono l'esistenza di nuove particelle, che potrebbero essere perfetti candidati per la materia oscura. La ricerca di WIMP è pertanto ben motivata e la loro rivelazione diretta costituisce un fondamentale elemento mancante per confermare questa descrizione del nostro Universo" spiega l'Infn in una nota.

Il nuovo studio realizzato grazie a Xenon100 comprende i i risultati di 100 giorni di presa dati (2011). Spiegano gli esperti che la sensibilità raggiunta allora già migliorava di un fattore tra 5 e 10 i risultati del precedente rivelatore Xenon10. Tra il 2011 e il 2012 sono stati accumulati ulteriori 225 giorni di dati con fondo radioattivo più ridotto e di conseguenza con sensibilità più elevata.

E non è stato trovato nessun segnale. Ciò significa che è stata esclusa una porzione consistente della zona di valori in cui ci si aspetta di osservare le WIMP. Spiega l'Inff che occorreranno ulteriori misure con Xenon100 e con il nuovo rivelatore Xenon1T (con una massa dieci volte superiore), in costruzione ai Laboratori del Gran Sasso per confermare l'esistenza di WIMP e per ipotizzare altre forme di materia oscura.

Francesca Mancuso

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