Sapere Scienza

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Materia oscura: nuovi progressi dall’esperimento AMS

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Comprendere la reale natura dell’Universo in cui viviamo e come questo si sia evoluto dopo il Big Bang rimane uno dei principali scopi della fisica del nuovo millennio. Da che cosa è costituita la massa invisibile nello spazio che oggi identifichiamo con la materia oscura? Dove è finita poi l’antimateria prodotta, secondo le attuali leggi di simmetria, durante i primi istanti di vita del cosmo? A tutt’oggi due misteri irrisolti della scienza. A tale scopo un gruppo di scienziati, grazie all’esperimento AMS, dall’inglese Alpha Magnetic Spectrometer, si è posto l’obiettivo di risolvere l’apparente rompicapo.

 

Che cos'è l'AMS?

AMS è uno speciale rivelatore di particelle, posto sulla Stazione Spaziale Internazionale, in grado di studiare, attraverso l’analisi accurata delle particelle provenienti dalle profondità del cosmo, l’Universo e le proprie origini. Lo spazio è da sempre considerato una posizione privilegiata per misure di precisione, grazie all’assenza degli effetti di disturbo dell’atmosfera e con AMS - una collaborazione internazionale che conta la partecipazione di istituti di ricerca di ben sedici nazioni inclusa l’Italia - si è oggi più vicini, forse come non mai prima, a sondare l’ignoto. Assemblato presso il CERN di Ginevra e messo in orbita dalla NASA con un lancio dello Space Shuttle nel 2011, il rivelatore AMS, il primo spettrometro magnetico di grandi dimensioni posto nello spazio, è capace in particolare di misurare con precisione gli elettroni e le rispettive antiparticelle, i positroni, presenti nei raggi cosmici.

 

Nuovi indizi di materia oscura

In questo contesto sono state presentate recentemente al CERN, e pubblicate sulla rivista Physical Review Letters, le ultime misure di AMS basate sull’analisi di circa 41 miliardi di eventi. Essendo l’antimateria estremamente rara nell’Universo, ogni significativo eccesso di positroni misurato all’interno dei raggi cosmici potrebbe essere un segno inequivocabile di nuove sorgenti di queste antiparticelle nello spazio. Ora, sebbene un eccesso di positroni possa essere semplicemente legato alla presenza di oggetti celesti già noti come le pulsar, tale eccesso potrebbe essere associato, secondo alcuni modelli teorici, anche alla presenza della materia oscura nel cosmo. I primi risultati sembrano, in effetti, confermare un eccesso di positroni, per specifici intervalli di energia. Un’analisi accurata potrà quindi portare, in un futuro prossimo, a una migliore comprensione dell’origine dei raggi cosmici e, forse, della reale natura della materia oscura. Come scrisse l’astronomo William Herschel nel suo scritto Pensieri (1810): "Non puoi aspettarti di vedere al primo sguardo. Osservare è per certi versi un’arte che bisogna apprendere". Il lavoro di AMS è quindi solo agli inizi ma potrà forse, nei prossimi anni, aiutarci a dare alcune risposte a molte affascinanti domande.   

 

[Foto: Il rivelatore AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale]

 

Paolo Berra

PhD, ingegnere nucleare e imprenditore, ha studiato gli acceleratori di particelle a Milano, Lione e al CERN di Ginevra e Management a Harvard. Si occupa d’ingegneria, innovazione e angel investing.

copertina   settembre-ottobre 2019

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