Alla ricerca della Materia Oscura

7. Risultati della rivelazione diretta in laboratori sotterranei

di Marco Casolino,  in redazione: pp

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Figura 7.1 I laboratori del Gran Sasso

Come già accennato, la materia oscura è tale perchè non risente delle forze elettromagnetica e nucleare forte. Può però interagire con i nostri apparati secondo la forza nucleare debole, che - come suggerisce il termine - si traduce in una bassa probabilità di interazione, richiedendo grandi rivelatori e lunghi tempi di osservazione per poter estrarre un segnale significativo. Le metodologie di studio sono molteplici e si basano sull’utilizzo di rivelatori ultrapuri in un ambiente in cui il “rumore” della radioattività ambientale, dei raggi cosmici e dei segnali spuri sia stato ridotto il più possibile.

Al momento l’unico segnale significativo è stato rivelato dall’esperimento DAMA icona_linkesterno, nelle gallerie dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso icona_linkesterno hanno colto un segnale. Si tratta di una modulazione annuale del numero di conteggi del loro rivelatore a Ioduro di Sodio (drogato con tallio). Quando la Terra (che ruota intorno al sole con cadenza annuale ad una velocità di 30 km/s) ed il Sole (che ruota intorno alla galassia con una velocità di 220 km/s) si muovono nella stessa direzione (il 2 Giugno), il “vento” di materia oscura è più intenso ed il numero di conteggi atteso dovrebbe aumentare. Viceversa, a Dicembre, quando la velocità della Terra è opposta a quella del Sole il numero di conteggi dimunisce.

 

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Figura 7.2  Le misure dell’esperimento DAMA nelle gallerie dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso. I dati mostrano una modulazione annuale nei conteggi nel rivelatore. Il massimo è a Giugno, quando la velocità della Terra e del Sole si sommano in modo da aumentare il flusso di materia oscura. L’opposto avviene a Dicembre.

 

Questo tipo di misure ha anche il vantaggio di essere indipendente dal tipo specifico di candidato di materia oscura. In un decennio di pazienti e certosine misure i fisici di DAMA ha rivelato proprio questo segnale. Tuttavia, come in tutti gli esperimenti, è necessaria una conferma indipendente, possibilmente con un metodo differente e complementare. In tal senso gli esperimenti che studiano la materia oscura sono molteplici, ne citiamo solo i nomi perchè una descrizione dettagliata di questi elaborati apparati esula da questa trattazione: CDMSicona_linkesterno, CRESSTicona_linkesterno, EDELWEISSicona_linkesterno, EURECAicona_linkesterno, ZEPLINicona_linkesterno, XENONicona_linkesterno, DEAPicona_linkesterno ArDMicona_linkesterno WARPicona_linkesterno, LUXicona_linkesterno, SIMPLEicona_linkesterno e PICASSOicona_linkesterno.

A quasi un secolo dalla sua scoperta, la materia oscura rimane un ancora inavvicinabile Santo Graal della fisica moderna. La speranza è che   questa elusiva particella, finalmente intrappolata tra le grinfie dei nostri rivelatori, ci possa aprire le porte verso una nuova fisica, rispondendo a molti dei misteri insoluti del nostro mondo.

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