Materia Oscura Cosine-100

Materia Oscura: rilevamento per errore?

Scienza
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I fisici hanno dimostrato che un esperimento sotterraneo in Corea del Sud può “vedere” la materia oscura che scorre attraverso la Terra, o meno, a seconda di come vengono suddivisi i suoi dati. I risultati gettano ulteriori dubbi su un’affermazione vecchia di decenni secondo cui un altro esperimento avrebbe rilevato la misteriosa sostanza.

L’ultimo studio, pubblicato sul server della pubblicazione preliminare di arXiv il 10 agosto riporta che un certo tipo di analisi dei dati da parte del rivelatore COSINE-100 può produrre fluttuazioni stagionali nei risultati. I fisici avevano proposto una fluttuazione simile come segno distintivo della materia oscura, la sostanza invisibile ma pervasiva che si pensava fosse cinque volte più abbondante nell’Universo della materia ordinaria.

“Se applichi il metodo sbagliato, puoi vedere una fluttuazione nei loro dati dove non ce n’era”, afferma Nicola Rossi, fisico sperimentale delle particelle presso il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso (L’Aquila) che per primo ha suggerito questa spiegazione nel 2020.

Segnale di materia oscura

L’esperimento oggi noto come DAMA/LIBRA, anch’esso presso il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso, da più di due decenni riporta le fluttuazioni annuali dei lampi registrati dai cristalli di ioduro di sodio del suo rivelatore. Il numero di questi eventi raggiunge il picco a giugno e il minimo a dicembre, proprio come i fisici si aspetterebbero se particelle di materia oscura stessero pervadendo la Via Lattea. Questo perché, mentre la Terra orbita attorno al Sole, la sua velocità nella Galassia raggiunge il picco a giugno, in modo che più particelle dall’alone di materia oscura colpiscano il rivelatore DAMA/LIBRA in quel momento, proprio come un numero maggiore di insetti volanti colpisce il parabrezza di un’auto quando l’auto va più veloce.

Ma nessuno dei tanti altri esperimenti sulla materia oscura, basati su varie altre tecnologie, ha finora visto segnali compatibili con DAMA/LIBRA. Quindi, per mettere alla prova l’affermazione, a metà degli anni 2010, i fisici hanno iniziato a costruire rivelatori fatti dello stesso tipo di cristallo di ioduro di sodio. I risultati preliminari di due di questi esperimenti, il laboratorio sotterraneo COSINE-100 Yangyang in Corea del Sud e l’ANAIS-112 presso il Laboratorio sotterraneo Canfranc nei Pirenei spagnoli, non sono riusciti a riprodurre l’effetto del parabrezza.

Anche se la maggior parte della comunità dei fisici aveva scartato i risultati di DAMA/LIBRA come probabilmente spuri, la domanda sul perché l’esperimento italiano stesse vedendo un periodico alti e bassi nei suoi eventi registrati rimaneva. Nel corso degli anni, la collaborazione ha respinto in modo convincente una serie di spiegazioni proposte.

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