La materia oscura a “specchio”

Alcuni modelli di materia oscura ipotizzano l’esistenza di un intero set di particelle oscure in grado di dar luogo a vari fenomeni. Tra questi modelli spicca il mirror, in cui la materia oscura è composta da particelle uguali alle nostre, che comunicano solo debolmente con il nostro mondo. Alcuni risultati sperimentali potrebbero dimostrare che l’esistenza di questo tipo di materia non è solo teoria.  

Fornace

Negli ultimi ottant’anni si sono accumulate numerose evidenze sperimentali della presenza nell’Universo di una componente di materia che non emette o riflette abbastanza radiazione elettromagnetica tale da poter essere rilevata. Da qui il nome evocativo di “Materia Oscura” (o Dark Matter in inglese). Lo studio della materia oscura e delle sue proprietà è uno degli ambiti principali in cui si muove la ricerca di base nel campo della fisica delle astroparticelle. E’ stupefacente quanto c’è da dire su una cosa di cui praticamente non sappiamo nulla. Quello che conosciamo dell’argomento è stato dedotto dagli effetti gravitazionali che questa materia invisibile ha su quella visibile. Di certo sappiamo che essa costituisce il 25% dell’Universo. E poiché non emette radiazione elettromagnetica, può interagire solo debolmente con le particelle che conosciamo e che siamo in grado di studiare nei laboratori.

Proprio per questo, parallelamente allo sforzo sperimentale, ne è stato fatto anche uno molto importante dal punto di vista teorico per costruire delle estensioni del modello standard delle particelle elementari, che potesse contenerne di extra e che queste fossero in grado di interpretare il ruolo di materia oscura. I più famosi sono i modelli WIMP (weakly interactive massive particles, particelle massive debolmente interagenti), testati da esperimenti nei laboratori sotterranei come quello del Gran Sasso. In questi modelli si aggiunge al protocollo standard una particella extra con le proprietà della materia oscura.

Negli ultimi tempi si è fatta largo tra i fisici teorici l’idea che la fisica relativa alla materia oscura possa essere più complessa di quella dei modelli WIMP. In particolare si è ipotizzata l’idea che la materia oscura non sia composta da un solo tipo di particella, ma che ve ne siano diverse e con varie caratteristiche fisiche (come la carica elettrica) e che queste possano interagire tra di loro, attraverso interazioni simili a quelle che osserviamo nella materia ordinaria.

Una di queste teorie è chiamata teoria della “materia oscura mirror” (specchio). In questo modello si ipotizza che ognuna delle particelle che conosciamo abbia una sua controparte oscura. Il mondo “parallelo” della materia oscura sarebbe popolato da particelle del tutto simili ai nostri protoni, neutroni, elettroni, neutrini ecc., che si legano grazie a interazioni identiche a quelle che legano le nostre particelle. Questa teoria comporterebbe un legame tra queste particelle oscure a specchio, che quindi potrebbero legarsi e formare atomi oscuri, molecole oscure e anche strutture più complesse come stelle, fatte interamente di materia oscura. In queste teorie si assume che ogni particella possa interagire solo con le altre particelle del proprio settore. Quindi se le particelle ordinarie possono interagire solo tra di loro, allo stesso modo le particelle mirror possono interagire solo con le loro compagne,fatta eccezione per la gravità e altre deboli interazioni.

Queste ultime possono dar luogo a dei fenomeni detti di oscillazione tra materia ordinaria e materia oscura mirror. In particolare, le particelle neutre come i neutroni e neutrini possono oscillare (trasformarsi) nelle loro “gemelle” mirror e viceversa. Questo tipo di fenomeni può essere osservato attraverso esperimenti in grado di rilevare delle sparizioni anomale di neutroni, che possono essere ricondotte a questi fenomeni di oscillazione tra neutrone e neutrone mirror.

Attualmente, si sono raggiunti risultati interessanti che suggeriscono la presenza di questo fenomeno. Tuttavia questi primi traguardi dovranno essere confermati da altri esperimenti. La scoperta dell’esistenza delle particelle mirror rivoluzionerebbe molti campi della fisica e potrebbe avere ricadute sulla nostra vita quotidiana, restate collegati.

Articolo redatto da Riccardo Biondi

 

Condividi:
  • Facebook
  • Google Bookmarks
  • del.icio.us
  • Twitter
  • Digg
  • Sphinn
  • Mixx
  • LinkedIn
  • MSN Reporter
  • MySpace
  • RSS
  • Technorati
  • Yahoo! Bookmarks
  • Print

Questo sito utilizza cookie tecnici e di terze parti per fornire alcuni servizi. Continuando la navigazione ne consentirai l'utilizzo maggiori informazioni

Questo sito utilizza i cookie per fornire la migliore esperienza di navigazione possibile. Continuando a utilizzare questo sito senza modificare le impostazioni dei cookie o cliccando su "Accetta" permetti il loro utilizzo.

Chiudi