Trovata la materia oscura? Laboratori del Gran Sasso forse vicini ad una svolta

I test effettuati nell’ambito del progetto CRESST da giugno 2009 ad aprile 2011, proverebbero l’esistenza delle wimps, ipotetiche particelle dotate di massa che si suppone compongano la materia oscura

Finora se ne parlava solo in termini di cosmologia teorica e invece adesso, gli scienziati impegnati nel progetto CRESST (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers), gruppo di ricerca criogenica nato dalla collaborazione tra i fisici di tutta Europa operante presso i laboratori nazionali del Gran Sasso, potrebbero aver trovato la conferma dell’esistenza delle WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles), ipotetiche particelle dotate di massa che si suppone facciano parte della materia oscura.

Sappiamo dalle scuole superiori che nella fisica classica, con il termine materia, si indica genericamente qualsiasi cosa abbia una massa e occupi uno spazio o in alternativa la sostanza di cui gli oggetti fisici sono costituiti, escludendo l’energia dovuta al contributo dei campi di forze. Da questa definizione ci sembra scontato che la materia sia tutto ciò che i nostri sensi riescono a percepire. Ma non è così.

Gli scienziati suppongono da anni che la materia che noi conosciamo, perché possiamo vederla o toccarla, costituisca solo il 15% della massa presente nell’universo osservabile e che il restante 85% sia composto da una forma sconosciuta, che non emette luce visibile, onde radio, raggi X, raggi gamma o altre radiazioni elettromagnetiche, denominata appunto “materia oscura”. Per capire meglio di cosa stiamo parlando immaginate per un istante una galassia. Questa altro non è che l’insieme di tanti oggetti celesti (stelle, gas, grani di polvere) che non sono soltanto “vicini”, ma anche legati gli uni con gli altri per mezzo della forza di attrazione gravitazionale. Per tenere insieme questi corpi la gravità deve essere immensa e non può essere prodotta dalla sola materia visibile che costituisce la galassia, ma ha bisogno di un’ulteriore quantità di massa che è appunto quella della materia oscura. I corpuscoli che la compongono, le wimps, interagiscono debolmente con la materia ordinaria e di conseguenza riescono ad attraversare la crosta terrestre e il nostro corpo senza far sentire in alcun modo la loro influenza. Proprio per queste sue caratteristiche di impercettibilità e invisibilità è estremamente difficile rivelarne direttamente l’esistenza.

Premesso che la criogenia è una branca della fisica che si occupa dello studio, della produzione e dell’utilizzo di temperature molto basse (sotto i -150° C o 123 K) nonché del comportamento dei materiali in queste condizioni, l’esperimento CREEST si prefigge di ricercare la materia oscura utilizzando dei rilevatori criogenici (che operano appunto a temperature estremamente basse utilizzando cristalli di calcio tungstato raffreddato vicino allo zero assoluto) in grado di fornire misure di aumento della temperatura e perdita di energia per ionizzazione o per eccitazione e per questo molto adatti alla rivelazione diretta delle Wimps. La sperimentazione viene condotta a una profondità di 1400 metri, sotto il massiccio del Gran Sasso, in Abruzzo, per “filtrare” i raggi cosmici. Se infatti effettuassimo questi test all’aria aperta, il flusso di particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno falserebbe, con la sua interferenza, tutte le misurazioni.

Dal giugno 2009 ad aprile 2011, sono stati rilevati ben 67 casi di interazione con la materia visibile che possono essere spiegati solo con l’esistenza delle “particelle massicce”. Veramente uno straordinario risultato per la ricerca sulla materia oscura. Adesso “la palla” passa al telescopio Pan-Stars Sky Survey, meglio noto come PS1, che consentirà agli scienziati di trovare finalmente una risposta definitiva.

Roberto Mattei (20/09/2011)

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