Da un esperimento condotto per cercare la misteriosa materia oscura, si potrebbe invece aver scoperto altro. Ad annuncialo nel corso di un seminario online sono stati i fisici di Xenon1T, il cacciatore di materia oscura dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn, che hanno appena raccontato di aver osservato uno strano eccesso di eventi ancora tutti da spiegare. Secondo le ipotesi dei fisici, infatti, questo eccesso potrebbe essere dovuto a qualcosa di già noto, come una semplice fluttuazione statistica o a una contaminazione del rilevatore. Oppure, ipotesi molto più eccitanti, a nuove proprietà di neutrini o all’esistenza di nuove particelle chiamate assioni solari. “L’eccesso che abbiamo osservato potrebbe essere dovuto a una minuscola presenza di trizio, un isotopo dell’idrogeno”, commenta Elena Aprile, a capo del progetto Xenon. “Ma potrebbe anche essere un segnale di qualcosa di molto più eccitante che ci porterebbe oltre il Modello standard, come l’esistenza di nuove particelle, per esempio gli assioni solari. Oppure, altra ipotesi interessante, potrebbe coinvolgere nuove proprietà dei neutrini”.
Ricordiamo che gran parte della materia che costituisce il nostro Universo non è la materia ordinaria, bensì la misteriosa materia oscura, ipotizzata per poter spiegare fenomeni gravitazionali. Finora, tuttavia, l’intera comunità scientifica è riuscita a osservare solo prove indirette della materia oscura, ma non è ancora stato effettuato alcun un rilevamento diretto e definitivo delle particelle che la compongono. Esistono varie ipotesi sulla sua natura e, di conseguenza, diverse ipotetiche particelle che potrebbero costituirla. Tra queste, per esempio, ci sono le Weakly Interacting Massive Particles (Wimp).
Xenon1T nasce proprio con lo scopo di trovare prove dirette dell’esistenza della materia oscura. Il rilevatore contiene 3,2 tonnellate di xenon liquido ultra-puro: quando una particella interagisce con questo gas genera un debole segnale luminoso e libera alcuni elettroni, e in questo modo può essere rivelata. Gli scienziati hanno così potuto calcolare esattamente il numero atteso di questi eventi di “fondo”(285) e quando lo hanno messo a confronto con il fondo atteso, hanno scoperto un eccesso di 53 eventi rispetto ai 232 che ci si aspettava di osservare.
Ci sono diverse ipotesi per poter trovare una spiegazione a questo eccesso di eventi: tra queste, la presenza di una piccola quantità di trizio, un isotopo radioattivo dell’idrogeno. E sebbene sia sufficiente anche solo la presenza di pochi atomi di trizio su 1025 atomi di xenon per spiegare l’eccesso osservato, al momento non ci sono misure indipendenti che permettano di confermare o confutare la presenza dell’isotopo nel rivelatore.
Una seconda plausibile spiegazione potrebbe essere quella dell’esistenza di nuove particelle, gli assioni solari, che spiegherebbero una particolare simmetria nelle interazioni nucleari forti (cioè le forze che tengono assieme i nuclei degli atomi) e che sarebbero prodotti dal Sole. Infatti, l’eccesso osservato, precisano i ricercatori, ha uno spettro energetico simile a quello previsto nel caso di assioni prodotti nel Sole. Sebbene queste particelle non sono candidate a costituire la materia oscura, la loro scoperta segnerebbe la prima osservazione di una classe di particelle mai osservata e se fosse davvero così, questo risultato avrebbe un grande impatto anche per la ricerca di materia oscura in quanto gli assioni, questa volta prodotti nell’Universo primordiale, rappresentano un possibile candidato per la sua costituzione.
Un’ultima spiegazione dell’eccesso di eventi potrebbe essere quella del momento magnetico del neutrino, che sarebbe più grande di quanto previsto dal modello Standard. E ciò, spiegano i ricercatori, sarebbe una forte indicazione in favore di un nuovo modello fisico per spiegare il fenomeno. Delle tre ipotesi, concludono i ricercatori, l’eccesso appena osservato è più in accordo con un segnale di assioni solari, rispetto alle ipotesi del trizio e del momento magnetico del neutrino.
Via: Wired.it
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