Scritto: Lunedì, 19 Ottobre 2020 11:00 Ultima modifica: Lunedì, 19 Ottobre 2020 14:36

Un miliardo di pendoli per cercare la materia oscura


L'esperimento proposto, in cui un miliardo di pendoli di dimensioni millimetriche agirebbero come sensori, sarebbe il primo a cacciare la materia oscura esclusivamente attraverso la sua interazione gravitazionale con la materia visibile.

Rate this item
(2 votes)
Un miliardo di pendoli per cercare la materia oscura Crediti NIST

Secondo le idee più diffuse, circa il 68% del cosmo è costituito da un'entità misteriosa chiamata energia oscura, circa il 5% dalla materia ordinaria ed il restante 27% è materia oscura. Questa si troverebbe ovunque tra la materia ordinaria e, anche se non la vediamo, sarebbe costituita da particelle che hanno una massa ed esercitano una forza gravitazionale. Ora, i ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST)  hanno proposto un nuovo metodo per trovare questa forma sfuggente della materia. L'esperimento sarebbe uno dei pochi a cercare particelle di materia oscura con una massa grande come quella di un granello di sale, una scala raramente esplorata e mai studiata dai sistemi in grado di registrare minuscole variazioni gravitazionali.

Precedenti tentativi sulla materia oscura hanno cercato segni di interazioni tra le particelle invisibili e certi tipi di materia ordinaria. Come, ad esempio, la ricerca degli ipotetici WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), che sono stati tra i principali candidati per la materia oscura per più di due decenni. I fisici speravano di provare che, quando occasionalmente i WIMP entrano in collisione con determinate sostanze chimiche in un rilevatore, emettono luce o rilasciano una carica elettrica. Ma ne sono usciti a mani vuote o con risultati inconcludenti. Il gruppo NIST ha quindi deciso di esplorare un metodo più diretto e cercare particelle di materia oscura che hanno una massa maggiore e quindi esercitano una forza gravitazionale abbastanza grande da essere rilevata.

"La nostra proposta si basa esclusivamente sull'accoppiamento gravitazionale, l'unico accoppiamento che sappiamo per certo esistere tra materia oscura e materia ordinaria", ha detto Daniel Carney, fisico teorico al Nist, Joint Quantum Institute (JQI), Joint Center for Quantum Information and Computer Science (QuICS), Fermi National Accelerator Laboratory e co-autore della pubblicazione.
I ricercatori hanno calcolato che il loro metodo può cercare particelle di materia oscura con una massa minima pari a circa la metà di quella di un granello di sale, o circa un miliardo di miliardi di volte la massa di un protone. Poiché l'unica incognita nell'esperimento sarebbe la massa della particella di materia oscura, e non il modo in cui essa si accoppia alla materia ordinaria, "se qualcuno costruisse il nostro rilevatore, o troverebbe la materia oscura o escluderebbe tutti i candidati della materia oscura su una vasta gamma di possibili masse ", ha sottolineato Carney.

Carney e colleghi propongono due schemi per il loro esperimento gravitazionale sulla materia oscura.
In uno scenario, dei minuscoli pendoli, ossia dispositivi meccanici di dimensioni millimetriche che agiscono come rivelatori gravitazionali squisitamente sensibili, si spostano leggermente in risposta allo strattone gravitazionale ricevuto da una particella di materia oscura che vi passa attraverso.
Nel secondo, invece,  i ricercatori propongono di utilizzare piccole sfere levitate da un campo magnetico o dalla luce laser. La levitazione verrebbe disattivata all'inizio dell'esperimento, in modo che le sfere entrino in caduta libera. Quindi, se una particella di materia oscura passasse attraverso il rilevatore, il percorso in caduta libera degli oggetti sarebbe disturbato.

"Stiamo usando il movimento degli oggetti come un segnale", ha detto Jacob Taylor del NIST, co-autore del documento. "Questo è essenzialmente diverso da ogni rilevatore di fisica delle particelle che è stato fatto finora".

Con questo sistema, i fisici potrebbero indagare anche altri aspetti della materia, non solo oscura. Una versione su scala ridotta dello stesso esperimento, spiegano gli autori, potrebbe rilevare le forze deboli delle onde sismiche distanti e quelle del passaggio di particelle subatomiche ordinarie, come i neutrini e i singoli fotoni a bassa energia. 

Il team, che ora sta cercando di costruire un rilevatore gravitazionale di materia oscura, ha pubblicato lo studio su Physical Review D.

Altre informazioni su questo articolo

Letto: 144 volta/e Ultima modifica Lunedì, 19 Ottobre 2020 14:36

Guarda il video

Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore ed image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

https://twitter.com/EliBonora | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Altri articoli in questa categoria: « 5G anche sulla Luna Ora tutti vogliono copiare SpaceX »

Lascia un commento

I campi con l'asterisco (*) sono obbligatori. Il codice HTML non è abilitato.

Seguici!

Newsletter

Abilita il javascript per inviare questo modulo

Immagine del giorno

NEO news

NEO News

Ultimo aggiornamento: 18 gennaio 2021. Notizie e aggiornamenti sugli asteroidi che passano vicini a noi...

StatisticaMENTE

COVID-19 update

COVID-19 update

Periodico aggiornamento sulla curva di contagio in...

Insight statistics

Insight statistics

[aggiornato al 17/1/21 - Sol 760] - Mete...

Mars Attacks!

Mars Attacks!

 Dove si trovano le tre sonde lanciate a Lugl...

ISS height

ISS height

Aggiornamento del 16 Gennaio [Last ...

HST orbit

HST orbit

Aggiornamento del 16 gennaio [Last updat...

Curiosity odometry

Curiosity odometry

Aggiornato il 10 gennaio [updated on Jan,10]...

[LIBRO] Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno

Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno di Elisabetta BonoraLa pubblicazione ripercorre le gesta della missione interplanetaria NASA / ESA / ASI Cassini–Huygens, che esplorò Saturno e le sue lune dal 2004 al 2017. Le principali fasi del progetto, del lungo viaggio durato sette anni e della missione ultradecennale sono raccontate con semplicità e passione allo scopo di divulgare e ricordare una delle imprese spaziali robotiche più affascinanti ideate dall’uomo. Le meravigliose foto scattate dalla sonda nel sistema di Saturno, elaborate e processate dall’autrice, sono parte centrale della narrazione. Immagini uniche che hanno reso popolare e familiare un angolo remoto del nostro Sistema Solare. 244 pagine.

Acquista