Ricercatori pugliesi fanno eccezionale scoperta sulla materia oscura

  • In LECCE
  • lun 30 Settembre 2019
Ricercatori pugliesi fanno eccezionale scoperta sulla materia oscura
Il satellite Dampe, in una rappresentazione artistica, in orbita intorno alla Terra (foto tratta dal sito della rivista Science Advances)

Impegnati nell’esperimento Dampe in orbita intorno alla Terra da quattro anni

LECCE - Un flusso di protoni, in misura diretta, può sprigionare energie elevatissime, sino a circa 100mila volte (pari a 100 TeV) l’energia corrispondente alla massa a riposo di un protone. E’ l’ultimo straordinario risultato, mai raggiunto con tale accuratezza da nessun apparato nello spazio, ottenuto dai 10 ricercatori pugliesi impegnati nell’esperimento Dampe (DArk Matter Particle Explorer), in orbita intorno alla Terra dal dicembre 2015. Ed è un importante passo in avanti nello studio nel campo della fisica, dell’universo, della galassia e soprattutto nella materia oscura, ovvero quella materia che non emetterebbe radiazione elettromagnetica e rilevabile, al momento, se non attraverso i suoi effetti gravitazionali. Uno dei misteri ancora sconosciuto e di cui da tempo i fisici di tutto il mondo cercano di conoscere per rilevare qualche cosa di più sull’origine delle galassie e dell’Universo.

Trai ricercatori ci sono Paolo Bernardini e Giovanni Marsella del Dipartimento di Matematica e Fisica “Ennio De Giorgi” dell’Università del Salento, Antonio Surdo dell’Infn di Lecce, Piergiorgio Fusco e Francesco Loparco del Dipartimento di Fisica “Michelangelo Merlin” dell’Università di Bari, Giacinto Donvito, Fabio Gargano e Mario Nicola Mazziotta dell’Infn di Bari e i dottorandi in “Fisica e Nanoscienze” all’Università del Salento Antonio De Benedittis e Margherita Di Santo.
Il nuovo risultato scientifico, pubblicato sulla rivista “Science Advances” il 27 settembre 2019, riguarda appunto la misura diretta del flusso di protoni cosmici fino a energie elevatissime. Nessun apparecchio, fino a oggi, apparato aveva mai misurato direttamente l’intensità del loro flusso dei protoni (componenti principali dei raggi cosmici) e con tale accuratezza a energie così elevate.

Il satellite Dampe ha rilevato un comportamento inatteso: il flusso dei protoni, che diminuisce continuamente con l’aumentare delle energie, a circa 10 TeV presenta un’attenuazione molto più marcata del previsto. Altri esperimenti avevano esplorato questa regione energetica ma con risultati molto meno precisi, dovuti a incertezze sia statistiche sia sistematiche.
Lanciato in orbita quasi quattro anni fa dall’Agenzia spaziale cinese, Dampe ha a bordo il vettore Long March 2D, con l’obiettivo scientifico di cercare la sfuggente materia oscura studiando le astroparticelle di alte energie, in particolare il flusso di raggi cosmici che giungono incessantemente sul nostro pianeta. L’esperimento è frutto di una collaborazione internazionale tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), con le sezioni di Perugia, Bari e Lecce, e il Gssi, l’Accademia Cinese delle Scienze, le Università di Perugia, Bari e del Salento e l’Università di Ginevra. La collaborazione è guidata dal Purple Mountain Observatory di Nanjing. Nella collaborazione Dampe lavorano oltre 100 tra scienziati, tecnici e dottorandi.
L’Italia è stata impegnata sia nella costruzione di una componente essenziale del rivelatore, il tracciatore, realizzato con il coordinamento dell’Infn di Perugia e dedicato alla ricostruzione della traiettoria delle particelle che incidono sullo strumento, sia nei test dell’apparato prima del lancio. Attualmente i ricercatori italiani partecipano a diverse linee di analisi scientifica dei dati di Dampe, come lo studio degli elettroni e dei positroni cosmici, la misura diretta della distribuzione dei nuclei cosmici, l’osservazione dei raggi gamma galattici ed extragalattici e la ricerca della materia oscura.
Dampe, che è in grado di misurare con grande precisione la direzione di arrivo delle particelle e dei fotoni cosmici e di distinguere le specie nucleari che compongono i raggi cosmici, ha già ottenuto altri importanti risultati, come la scoperta di una repentina diminuzione del flusso di elettroni e positroni cosmici a circa 1 TeV (Nature 552, 63 del 2017) e la misura diretta della distribuzione dei nuclei cosmici dall’elio al nichel.
«Tutte queste misure - sottolinea Paolo Bernardini, docente di Fisica nucleare e subnucleare all’Università del Salento, ricercatore dell’Infn di Lecce e coordinatore del gruppo italo-cinese di analisi - costituiscono nuovi tasselli del complesso e ancora incompleto quadro della conoscenza della radiazione cosmica, fornendo indicazioni per comprenderne l’origine e i meccanismi di propagazione nella galassia. Inoltre, le osservazioni di Dampe sono fondamentali nella ricerca di particelle provenienti dalla materia oscura che si ipotizza pervada la galassia e nello studio delle sorgenti di raggi gamma galattiche ed extragalattiche».

Per chi volesse saperne di più, consigliamo di visitare il sito web dell'esperimento Dampe

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