LA MATERIA OSCURA, il maggior componente dell’Universo.

L’Italia è leader mondiale nella ricerca della materia oscura. I Laboratori nazionali del Gran Sasso ideati dal prof. Zichichi, sono la più grande struttura della Terra per lo studio e la ricerca diretta di quello che si pensa sia il maggior componente dell’Universo. Costruiti nel 1987, sono utilizzati come struttura a livello mondiale da scienziati provenienti da 32 paesi diversi.
Questo tipo di costituente venne chiamato materia “scura” oppure “oscura” perché invisibile per mezzo della radiazione elettromagnetica. La natura delle particelle che compongono la materia oscura è ancora ignota. Perché è importante lo studio di questo componente dell’Universo?
Le conoscenze cosmologiche di cui disponiamo hanno generato alcune teorie di base, tra cui la più promettente e condivisa è quella del Big Bang. Tutte le teorie hanno bisogno di un modello che ne descriva molto bene la natura della realtà. Il modello maggiormente avanzato e condiviso di cui disponiamo è il modello Lambda-CDM (o ΛCDM). Tale modello poggia su due componenti essenziali: la teoria della relatività generale e la teoria quantistica del modello standard delle particelle elementari.
In base a varie osservazioni di galassie ed ammassi di galassie si è notato un comportamento gravitazionale anomalo della materia visibile. Sono state fatte numerose ipotesi, neutrini, buchi neri, nane fredde o imperfezioni nelle teorie gravitazionali ma purtroppo ancora non si hanno certezze. L’unica cosa che appare certa è che la materia oscura non è materia ordinaria e quindi composta da “particelle” che non sono presenti nel modello standard.
Secondo una stima fatta in base ai dati in nostro possesso l’universo sarebbe composto dal 23% di materia oscura, 73 % da energia oscura e solo il 4% da materia ordinaria. Questo significa che non conosciamo il 96% dei costituenti dell’universo. Per questo è importante lo studio della materia oscura.
Nei laboratori del Gran Sasso sono in corso di realizzazione almeno 15 esperimenti ed alcuni sembrano aver già dato dei buoni risultati.
In particolare l’esperimento DAMA/LIBRA sembra aver captato qualcosa che sia riconducibile alla materia oscura, ma non ci sono ancora certezze.
Il segnale captato dal rivelatore a Ioduro di Sodio (drogato con tallio) di DAMA/LIBRA è una modulazione annuale del numero di conteggi di un “certo tipo”. La Terra, che ruota intorno al Sole a 30 km/s, ed il Sole, che ruota intorno al centro della Via Lattea a 220 km/s, si muovono nella stessa direzione il 2 Giugno di ogni anno. In questo periodo il “vento” di materia oscura dovrebbe essere più intenso ed il numero di conteggi atteso dovrebbe aumentare. L’opposto dovrebbe avvenire a Dicembre.
Nell’arco di un decennio le misure dei fisici di DAMA/LIBRA hanno rilevato proprio questo segnale. Per aver certezza di questi risultati però bisogna attendere una conferma che arrivi da altri esperimenti in maniera indipendente. Gli altri esperimenti che studiano la materia oscura sono i seguenti: CDM, CRESST, EDELWEISS, EURECA, ZEPLIN, XENON, ArDM, WARP, LUX, SIMPLE, PICASSO.
Questa scoperta potrebbe aprire la porta a nuovi orizzonti ed essere la base per la nascita di una nuova fisica.
Purtroppo un recente studio apparso su Physical Review Letters ha proposto un’ipotesi alternativa sui dati misurati da DAMA. In particolare il segnale precedentemente osservato potrebbe essere dovuto a neutroni generati da neutrini solari e muoni atmosferici. (Jonathan H. Davis, Institute for Particle Physics Phenomenology, Durham University, Durham DH1 3LE, United Kingdom).La ricerca comunque va avanti e i dati rilevati dall’esperimento DAMA sono sempre più chiari e potrebbero inglobare veramente segnali di materia oscura.

Fonti, linkografia:

http://www.media.inaf.it/2015/08/21/xenon100-dama-libra/

http://www.media.inaf.it/2014/09/09/interactive-dark-matter/

http://www.asimmetrie.it/index.php/la-luce-di-dama

http://dx.doi.org/10.1103%2FPhysRevLett.113.081302

http://www.lescienze.it/archivio/articoli/2016/04/02/news/a_caccia_di_materia_oscura-3033468/

http://www.stradadeiparchi.it/i-laboratori-nazionali-del-gran-sasso/

http://home.infn.it/it/comunicazione/news/1834-renzi-visita-il-fermilab

http://www.lospillo.net/10-cose-che-tutti-dovrebbero-sapere-sulla-materia-oscura/

http://www.focus.it/scienza/scienze/10-cose-che-tutti-dovrebbero-sapere-sulla-materia-oscura

https://it.wikipedia.org/wiki/Modello_Lambda-CDM

https://it.wikipedia.org/wiki/Cosmologia_(astronomia)