Sapere Scienza

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Trovate prove della materia oscura?

15 Maggio 2017

Due studi potrebbero aver rivelato segni di materia oscura nei dati raccolti dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

La materia oscura è la sostanza ipotetica che costituisce il 26,8 per cento dell'Universo noto e che è invocata per spiegare come mai il nostro Universo si tiene insieme. Da decenni, gli scienziati stanno cercando di scoprirla e, ora, due studi separati hanno dimostrato che l'alto numero di antiprotoni che raggiungono la ISS è coerente con l'esistenza della materia oscura. Le due ricerche, quindi potrebbero rappresentare una prova indiretta e non sono da sottovalutare, data la difficoltà della caccia alla materia oscura.

 

Cos'è la materia oscura

Gli scienziati hanno introdotto il concetto di materia oscura, un misterioso tipo di materia che non interagisce con le radiazioni elettromagnetiche e quindi è invisibile, per spiegare lo squilibrio tra la quantità di materia dell'Universo e la quantità di gravità che tiene insieme le nostre galassie. Lo squilibrio sta nel fatto che se si somma tutta la materia delle stelle e dei pianeti a quella del gas cosmico all'interno dell'Universo, ancora non spiega perché esista tanta gravità, a meno che non si consideri un fattore di materia oscura.

 

La materia oscura e gli antiprotoni

Due gruppi separati, uno tedesco e l'altro che opera in Cina e Taiwan, hanno analizzato la quantità di antiprotoni rilevati dallo spettrometro magnetico alfa (AMS), un esperimento della ISS che ha lo scopo di contare quanti antiprotoni scorron" sulla Stazione. Gli antiprotoni sono i partner nell'antimateria dei protoni e costituiscono una piccola parte dei raggi cosmici che fluiscono costantemente nello spazio. Questi antiprotoni sono di solito prodotti dalla collisione tra i raggi cosmici ad alta energia e il gas interstellare ma la teoria prevede anche che possano esere prodotti dall'ipotetica collisione di due particelle di materia oscura che si annichiliscono a vicenda.

 

Gli scenari

Gli scienziati hanno elaborato due ipotetici scenari per prevedere quanti antiprotoni avrebbe dovuto rilevare AMS in assenza o in presenza di materia oscura. Il team tedesco ha scoperto che i dati registrati si adattavano molto meglio a un modello che contemplava annichilamento di particelle di materia oscura con massa 80 GeV/c2.
Il team cinese ha utilizzato un diverso insieme di ipotesi ma è pervenuto alla stessa conclusione: i dati di AMS hanno più senso se si assume che la materia oscura esista e il modello utilizzato prevedeva una particella di materia oscura con massa compresa tra 40 e 60 GeV/c2.

 

Altre spiegazioni

Il fatto che due gruppi separati abbiano ottenuto la stessa risposta è promettente, ma siamo ancora molto lontani dalla conferma dell'esistenza della materia oscura. Alcuni fisici, tuttavia, pensano che questo eccesso possa essere spiegato da altri fenomeni astronomici, come le pulsar. I due studi sono stati pubblicati qui e qui sulla rivista Physical Review Letters.

 

[Immagine: Credit NASA]

 

copertina   marzo-aprile 2017

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