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Materia scura, siamo vicini alla soluzione del mistero?

Ormai sono diversi anni che gli scienziati stanno tentando di risolvere un enigma astrofisico che riguarda una delle due componenti che dominano il contenuto materia-energia dell’Universo. Nonostante ciò, oggi gli studiosi ritengono che grazie all’utilizzo di strumenti sofisticati e del costo di diversi miliardi di dollari si è sempre più vicini alla soluzione del mistero e i primi indizi potrebbero addirittura essere svelati tra qualche settimana.

“Siamo molto eccitati perché crediamo di essere sulla soglia di una grande scoperta”, dichiara Michael Turner direttore del Kavli Institute for Cosmological Physics presso l’University of Chicago. L’enigma della materia scura destabilizza, per così dire, il Modello Standard (video), il quadro teorico che meglio descrive le proprietà ed il comportamento delle particelle elementari e delle interazioni fondamentali, anche se non tiene conto della gravità. Nonostante ciò, il Modello Standard spiega appena il 4-5% della materia presente nell’Universo. Come già sappiamo, tutto il resto è costituito di materia scura, che ammonta al 23% circa del contenuto materia-energia, e di energia scura che rappresenta la componente dominante con un valore pari a circa il 73% del contenuto materia-energia e che si ritiene sia la causa dell’espansione accelerata dell’Universo. “Dal punto di vista cosmologico, sappiamo che l’enigmatica materia scura è lo ‘scheletro’ delle galassie e di tutte le strutture cosmiche. Inoltre, crediamo che essa sia composta di qualcosa di nuovo che ci sfugge e nessuna delle particelle del Modello Standard è in grado di spiegarla”. Secondo alcuni teorici, la materia scura sarebbe costituita da particelle esotiche, denominate WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) che, come dice il loro nome, sono particelle massicce che interagiscono debolmente con la materia ordinaria. Ma questa è solo una parte del quadro teorico. “La vera domanda è perché la materia scura possiede circa sei volte più energia rispetto a quella della materia ordinaria” dice Lisa Randall della Harvard University. “Potrebbe essere 10 triliardi di volte più grande. Si tratta di un segnale molto interessante che implica che ci deve essere un qualche tipo di interazione che potremmo, forse, rivelare”. Per studiare queste ‘particelle fantasma’ i fisici hanno messo recentemente in orbita uno strumento a bordo della Stazione Spaziale Internazionale: si chiama AMS, che sta per Alpha Magnetic Spectrometer, e ha lo scopo di catturare i raggi-gamma che si liberano in seguito alle collisioni a cui sono soggette le particelle della materia scura. Secondo lo scienziato Samuel Ting del MIT, Premio Nobel per la Fisica nel 1976 e a capo del progetto costato due miliardi di dollari, i primi dati saranno pubblicati tra due o tre settimane. Ting è convinto che i primi risultati, sebbene preliminari, ci daranno una idea migliore di ciò che è effettivamente la materia scura. Un altro strumento utilizzato dagli scienziati è IceCube, South Pole Neutrino Observatory, un rivelatore di particelle che ha lo scopo di seguire le tracce lasciate dai neutrini che, in teoria, vengono prodotti quando la materia scura passa attraverso il Sole e interagisce con i protoni. Infine, LHC dovrebbe essere l’arma migliore per svelare la vera natura della materia scura che rappresenta uno dei più importanti obiettivi scientifici che ha portato alla costruzione del più imponente e potente acceleratore di particelle.

AstronomicaMens: Materia scura, siamo sulla ‘soglia’ di una scoperta?

Maggiori approfondimenti: Enigmi Astrofisici

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