La Bonanza dei dati sulla materia oscura

L'universo è pieno di misteriose cose invisibili che si rifiutano di interagire con la luce. Non riflette, emette o assorbe la luce. Ma gli astronomi sanno che è lì a causa del suo effetto gravitazionale sulla materia visibile. La chiamano materia oscura.

Ma c'è un problema. Se la materia oscura esiste (e su questo blog abbiamo esaminato una serie di idee alternative), dovrebbe essercene molta là fuori. Gli astronomi stimano che l'83 per cento della massa dell'universo dovrebbe assumere questa forma. Il resto, appena il 17%, è visibile.

Allora, dov'è tutta questa roba? Dovrebbe permeare il Sistema Solare, la Terra e il nostro ambiente. Eppure, quando i fisici lo cercano, trovano zip.

Almeno, la maggior parte dei fisici non trova nulla. Negli ultimi anni, un gruppo di scienziati ha gridato dai tetti di poter vedere la materia oscura.

Questi ragazzi hanno messo un gigantesco pezzo di sale in fondo a una miniera in Italia. Questo grumo è un cristallo di 250 kg di ioduro di sodio drogato con tallio. L'idea è che una collisione tra una particella esotica e un nucleo nel cristallo genererebbe un fotone che può essere raccolto da sensibili rilevatori di luce nelle vicinanze.

Questo esperimento si chiama DAMA/LIBRA ei suoi risultati sono controversi. Mentre le particelle di materia oscura possono certamente generare fotoni nel cristallo, anche qualsiasi altro tipo di particella può generare luce. Quindi l'esperimento rileva anche la radiazione cosmica, i neutroni termici e la radioattività di fondo. Questo rende i risultati estremamente rumorosi.

C'è un modo per separare il segnale della materia oscura da tutto questo sfondo, tuttavia. Mentre il Sole si muove attraverso la galassia, deve anche muoversi attraverso un mare di materia oscura. E mentre la Terra si muove intorno al Sole, in alcuni periodi dell'anno avanzerà più rapidamente nel mare di materia oscura e in altri momenti più lentamente.

Quindi il segnale della materia oscura dovrebbe avere una modulazione annuale.

Questo è esattamente ciò che le persone di DAMA/LIBRA dicono di poter vedere. Il segnale della materia oscura raggiunge il picco a maggio e poi svanisce. E questo non è un debole segnale provvisorio: la gente di DAMA/LIBRA dice che le prove statistiche sono così chiare che non c'è quasi nessuna possibilità che si sbaglino.

Ma la maggior parte degli astrofisici ha ignorato e persino ridicolizzato il risultato di DAMA/LIBRA. Il motivo è che ci sono molti altri rilevatori di materia oscura sul fondo di altre miniere in tutto il mondo che non vedono nulla. Molti di questi sono considerati più affidabili perché schermano il rumore di fondo delle radiazioni cosmiche e così via.

Dovrebbero vedere solo la materia oscura. Ma non lo fanno.

O almeno non l'hanno fatto. Alcune settimane fa, una squadra con un rivelatore chiamato CoGeNT sul fondo di una miniera in Minnesota ha annunciato di aver raccolto prove molto simili all'esperimento DAMA/LIBRA. La loro evidenza di materia oscura non è statisticamente così forte, ma è modulata esattamente allo stesso modo, con un picco a fine aprile o inizio maggio.

Oggi, Dan Hooper del Fermi National Accelerator Laboratory e Chris Kelso dell'Università di Chicago esaminano i dati di CoGenT e DAMA/LIBRA e affermano che sono compatibili tra loro. Se la vera fase raggiunge il picco all'inizio di maggio, ciò rappresenterebbe una modulazione coerente con quella riportata dalla collaborazione DAMA/LIBRA, affermano.

È una bella affermazione dato lo scetticismo che molti ricercatori hanno mostrato nei confronti del team DAMA/LIBRA.

Ma le prove non si fermano qui. Hooper e Kelso affermano anche che il tipo di materia oscura che questi risultati implicano è coerente con altre prove indirette di materia oscura che altri esperimenti hanno visto. Cose come lo spettro dei raggi gamma osservato dal Fermi Gamma Ray Space Telescope e la foschia vista dalla navicella spaziale WMAP, che si pensa sia generata da elettroni vicino al centro della galassia che emettono fotoni.

E c'è dell'altro in arrivo. Hooper e Kelso affermano che un altro esperimento è sul punto di pubblicare risultati dettagliati a sostegno delle affermazioni di DAMA/LIBRA-CoGenT. La collaborazione CRESST ha riportato l'osservazione di un eccesso di eventi grosso modo coerente con quello previsto da una particella di materia oscura simile a CoGeNT.

Quindi il mondo della ricerca sulla materia oscura è stato capovolto in pochi mesi. Dopo anni di rapporti negativi, improvvisamente abbiamo una valanga di rapporti positivi.

Questo lo rende un argomento interessante non solo per i fisici ma anche per gli psicologi che studiano le dinamiche di gruppo. Il processo attraverso il quale le idee scientifiche diventano fatti scientifici è sempre stato oscuro e strano.

Ma la verità è che è suscettibile alle debolezze umane come qualsiasi altro campo di attività e quindi altrettanto suscettibile di sperimentare mode e mode e improvvisi cambiamenti di opinione. Sarà interessante vedere cosa ne pensano gli storici della scienza di questo episodio.

Rif: http:// arxiv.org/abs/1106.1066 : Implicazioni dei nuovi risultati di CoGeNT per la materia oscura

nascondere