È uno dei più grandi misteri del cosmo: l’esistenza della cosiddetta materia oscura- nessuno riesce a vederla, ma dagli effetti che produce sappiamo che c’è. Ora, un gruppo di scienziati avrebbe individuato una nuova forza della natura– la quinta- che farebbe da ponte tra il nostro mondo visibile e quello invisibile, nascosto tra le pieghe della realtà. L’indizio, scovato dai fisici dell’Istituto ungherese per la Ricerca Nucleare, è una particella finora sconosciuta.
LA MATERIA OSCURA È ANCORA UN MISTERO PER GLI SCIENZIATI
Il primo a proporre la presenza di una sostanza invisibile nel nostro universo è stato, negli anni ’30 del secolo scorso, l’astronomo svizzero Fritz Zwicky : notò che le galassie in un ammasso distante stavano orbitando tra loro molto più velocemente di quanto avrebbero dovuto fare sulla base della loro massa visibile. Zwicky formulò così che una materia oscura potesse trascinarle gravitazionalmente. Negli anni successivi, gli altri ricercatori hanno confermato questa sua supposizione e anzi hanno appurato che questa enigmatica sostanza è ovunque, nel cosmo, ed è fino a sei volte più abbondante di quella consueta (formata da atomi- protoni, elettroni e neutroni) che compone tutta la nostra realtà percepibile
Ma sono molti gli interrogativi rimasti senza risposta, a partire dell’esatta natura della materia oscura: cos’è? Da cosa è costituita? I fisici finora hanno puntato su un’ipotetica particella, chiamata Particella Massiccia Debolmente Interagente, o WIMP, che si comporterebbe in un modo simile a un neutrone, a parte il fatto che sarebbe tra 10 e 100 volte più pesante di un protone. Ma se così fosse, dovremmo averla già individuata: per quanto invisibile, la WIMP potrebbe colpire una particella normale mentre viaggia nello spazio. I ricercatori, però, dopo anni di esperimenti non ne hanno mai trovato traccia. Probabilmente, ciò che compone la materia oscura è molto più piccolo delle WIMP oppure ha caratteristiche tali che rendono molto complesso individuarlo.
LA MATERIA OSCURA È SEI VOLTE PIÙ DIFFUSA DI QUELLA VISIBILE
Ecco perché l’annuncio del team ungherese, coordinato da Attila Krasznahorkay e illustrato in un articolo pubblicato online su ArXiv, ha subito catturato l’attenzione dei fisici che si occupano di materia oscura riuniti in un convegno a Venezia. Ai colleghi, gli autori dello studio hanno parlato di questa quinta forza della natura, che si aggiungerebbe alle quattro già note- le due forze nucleari, debole e forte, che tengono uniti gli atomi, la forza gravitazionale e quella elettromagnetica- e che sarebbe legata ad anomalie del Modello Standard, ovvero la teoria che descrive la natura nei suoi costituenti di base. Anche la nuova forza, come le altre quattro, sarebbe associata a una particella mediatrice. I fisici l’hanno battezzata ‘X17’ e pensano di averne trovato un’impronta negli strani comportamenti del nucleo dell’atomo di elio eccitato.
La stessa impronta, in passato, era stata individuata dall’equipe di Krasznahorkay anche nell’atomo di berillio. Dai loro dati, sembra così emergere la presenza di una particella leggera, con una massa pari a circa 33 volte quella dell’elettrone. «Due indizi non fanno ancora una prova, ma sono sospetti», ha dichiarato all’ANSA il fisico Mauro Raggi. Docente all’Università Sapienza di Roma e ricercatore dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, è il portavoce del PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment), l’esperimento promosso dai Laboratori di Frascati per dare la caccia alla materia oscura. «Dato che non siamo ancora riusciti a scovarla, è probabile che non sia in grado di comunicare con la materia ordinaria, se non attraverso una particella ancora sconosciuta che farebbe da tramite», ha spiegato. Forse, proprio la fantomatica X17.
LA PARTICELLA X17 PUÒ SPIEGARE LA MATERIA OSCURA?
Ovviamente serviranno altri riscontri e altri studi, per avvalorare la scoperta ungherese. «A partire dalla primavera del 2020, la cercheremo con PADME», ha detto ancora Raggi. «Dovrebbe essere circa 10 mila volte più leggera del bosone di Higgs e rappresentare un portale tra due mondi, il nostro e quello della materia oscura». I fisici chiamano questo tipo di particella “fotone oscuro” o fotone pesante perché, al contrario del fotone ordinario, ha una piccola massa. Per Raggi, possiederebbe una nuova forza, simile a quella elettromagnetica, ma è così debole da restare nascosta alle nostre strumentazioni. Ci sarebbe sfuggito, finora, perché si camufferebbe tra i fotoni normali. «Se PADME dovesse confermarne l’esistenza – ha concluso Mauro Raggi – avremmo in mano le chiavi per aprire una porta che dà su un mondo fisico del tutto sconosciuto. Sarebbe un risultato davvero rivoluzionario».
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