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Da tempo la comunità scientifica sospetta che dietro la materia oscura ci siano gli assioni, particelle elementari. Un nuovo metodo può aiutare la ricerca.
Un gruppo di ricerca statunitense ha sviluppato un nuovo metodo che potrebbe rendere più agevole la scoperta di cosa compone la cosiddetta “materia oscura” tramite esperimenti in laboratorio.
Il team di scienziati è stato guidato da ricercatori della Yale University in collaborazione con l’istituto JILA dell’Università del Colorado Boulder e con il National Institute of Standards and Technology (NIST).
Una particella elementare dietro la materia oscura
La nuova tecnica, denominata “quantum squeezing”, dovrebbe accelerare la ricerca (che potrà essere effettuata anche in laboratorio) di un eventuale candidato per la materia oscura.
I sospetti in questo caso ricadono ancora una volta sugli assioni, un’ipotetiche particelle elementari, molto più piccole dell’elettrone (da miliardi a trilione di volte). Gli assioni, secondo la teoria che ne supporta l’esistenza, sarebbero stati creati nel momento del Big Bang in una quantità enorme. Un livello quantitativo che spiegherebbe la presenza della stessa materia oscura di cui oggi avvertiamo solo l’effetto gravitazionale.
Trovare davvero questa particella è molto difficile proprio perché è piccolissima e non possiede alcuna proprietà che potrebbe renderne più agevole l’intercettazione. Si parla di dimensioni così piccole da far entrare in gioco fattori riguardanti il mondo quantistico, che rendono quasi impossibile l’analisi.
I dettagli della ricerca
Proprio per questo i ricercatori hanno realizzato un esperimento denominato Haloscope At Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter (HAYSTAC). Grazie ad esso, spiegano, è possibile migliorare l’efficienza di questa “caccia” superando uno degli ostacoli più grandi, quello imposto dalle leggi della termodinamica.
“È un raddoppio della velocità rispetto a quello che eravamo in grado di fare prima”, spiega Kelly Backes, laureato a Yale e uno degli autori principali dello studio.
L’approccio si basa su una migliore separazione dei segnali (debolissimi e ancora mai intercettati) degli assioni dall’enorme rumore di fondo casuale che esiste su scale così piccole. Questo rumore di fondo si genera dalle cosiddette fluttuazioni quantistiche.
Aggirando le fluttuazioni quantistiche, il percorso verso la scoperta degli assioni potrebbe essere facilitato. Tuttavia, gli stessi ricercatori ammettono che una loro eventuale scoperta, ad oggi, è ancora probabile quanto una vittoria alla lotteria.
In ogni caso “c’è molta carne rimasta sull’osso per far funzionare meglio l’idea”, riferisce ancora Backes.
