Gli scienziati affermano che la materia oscura potrebbe emettere un segnale

La materia oscura, la sostanza invisibile che secondo gli scienziati costituisce circa l’85% della massa dell’universo, rimane uno dei più grandi misteri della scienza. Lo scrive Futurism.

Per quanto si sia potuto appurare finora, non è possibile osservarlo direttamente. L’unica ragione per cui ne conosciamo l’esistenza è dedotta dagli effetti gravitazionali che esercita su stelle e galassie.

Ma, come dettagliato in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature, un team internazionale di ricercatori sostiene che potrebbe emettere un segnale. Per questo motivo intendono costruire un nuovo tipo di rivelatore, che paragonano a una «autoradio cosmica», in grado di captare i segnali emessi dalla materia oscura e forse svelarne i misteri.

Un dispositivo di questo tipo si sintonizzerebbe sulla frequenza degli assioni, particelle ipotetiche che sono emerse come uno dei principali candidati per la natura della materia oscura.

«Ora possiamo costruire un rivelatore di materia oscura che è essenzialmente un’autoradio cosmica, sintonizzata sulle frequenze dell’intera galassia fino a trovare l’assione», ha dichiarato in un comunicato David Marsh, ricercatore del King’s College di Londra e coautore dello studio.

Si ritiene che gli assioni siano estremamente leggeri e interagiscano solo debolmente con la materia ordinaria, il che rende la loro rilevazione estremamente difficile.

Il rivelatore proposto utilizzerebbe un materiale speciale per generare «quasiparticelle assioniche» (AQ) che, secondo il team, potrebbero consentire agli scienziati di rilevare gli assioni entro i prossimi 15 anni.

Se tutto andrà secondo i piani, l’AQ emetterà piccole quantità di luce dopo aver eguagliato la frequenza estremamente elevata – nella parte alta della gamma dei terahertz – dell’assione.

«Questo esperimento funzionerebbe ad un’alta frequenza che altri metodi troverebbero difficile da raggiungere, e se saremo fortunati e la natura ha posizionato l’assione alla nostra frequenza, allora lo troveremo», ha dichiarato Marsh a Space.com. «È un intervallo ampio, ma finito, e abbiamo in mente tecnologie per cercare gli assioni in ogni banda di frequenza».

Per creare una piccola quantità di particelle come prima prova di fattibilità, il team ha utilizzato il tellururo di manganese e bismuto, una sostanza che possiede proprietà elettroniche e magnetiche uniche.

«Dato che il MnBi₂Te₄ è così sensibile all’aria, abbiamo dovuto esfoliarlo fino a pochi strati atomici per poterne regolare con precisione le proprietà», ha dichiarato Jian-Xiang Qiu, ricercatore dell’Università di Harvard e autore principale dello studio, che ha dedicato sei anni allo sviluppo del materiale. «Questo ci permette di osservare questo tipo di interessante fenomeno fisico e di capire come interagisce con altre entità quantistiche come l’assione».

Con un campione di materiale molto più grande, il team è certo di poter costruire un rivelatore funzionante in cinque anni. Individuare con precisione il punto esatto in cui cercare gli assioni, però, potrebbe richiedere un altro decennio.

«Abbiamo già la tecnologia, ora è solo una questione di scala e di tempo», ha affermato il Marsh.

L’universo è dominato dalla materia oscura, che supera di cinque volte la materia ordinaria di cui sono fatti stelle e pianeti. Come scritto su Renovatio 21, alcuni settori del cosmo risultano più ricchi di materia oscura rispetto ad altri. Grazie alle osservazioni del potente telescopio spaziale Hubble, un gruppo di astronomi ha individuato una galassia situata a 300 milioni di anni luce di distanza che appare composta per almeno il 99,9 percento da materia oscura.

C’è da aggiungere che vi è un enigma che tormenta i più alti scienziati in materia: alcuni ritengono addirittura che la materia oscura non interagisca in alcun modo con la luce o con il campo elettromagnetico, ma che invece possa esercitare una forza gravitazionale. 

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