Fisica, sarà più precisa caccia a materia oscura. Escluse particelle Wimp

L'esperimento Xenon100 , che opera nei Laboratori del Gran Sasso dell'Istituto nazionale Fisica nucleare, è riuscito a raggiungere la più alta sensibilità mondiale nell'esclusione di questa classe molto interessante di particelle dalla candidatura a costituenti della materia oscura. La materia ordinaria costituisce solo il 4% di tutta la massa e l'energia dell'Universo

Sarà più precisa e più efficace la caccia dei fisici alla materia oscura. L’esperimento Xenon100 – che opera nei Laboratori del Gran Sasso dell’Istituto nazionale Fisica nucleare – è riuscito a raggiungere la più alta sensibilità mondiale nell’esclusione di una classe molto interessante di particelle cosiddette Wimp (Weakly Interacting Massive Particles, particelle massive debolmente interagenti) dalla candidatura a costituenti della materia oscura. E’ quanto emerge dai nuovi dati della collaborazione internazionale XENON100 a cui l’Infn partecipa con i Laboratori del Gran Sasso e con le sezioni di Bologna e Torino. Queste particelle Wimp, di massa compresa tra 50 e 100 GeV (ovvero 100 miliardi di elettronvolt, unità di misura dell’energia, ndr), sono attivamente ricercate anche attraverso gli esperimenti Atlas e Cms dell’acceleratore Lhc di Ginevra.

L’analisi dei dati del rivelatore Xenon100 relativi a tredici mesi di funzionamento ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Infn non ha evidenziato alcun segnale dell’esistenza delle Wimp. Questo risultato pone limiti ancora più stretti ai modelli di fisica che prevedono l’esistenza di Wimp e aiuta meglio focalizzare le future ricerche. Un articolo con i nuovi risultati sarà pubblicato sulla rivista ”Physical Review Letters” e su arxiv.org (l’archivio on line che permette lo scambio di pubblicazioni in diversi campi della scienza, ndr). Numerose osservazioni cosmologiche indicano che la materia ordinaria costituisce solamente il 4 per cento di tutta la massa ed energia dell’Universo. “Materia oscura” ed “energia oscura” costituirebbero la cospicua parte mancante. Sia la cosmologia che la fisica delle particelle forniscono forti indicazioni sull’esistenza della materia oscura. Alcune estensioni del Modello Standard delle particelle elementari suggeriscono l’esistenza di nuove particelle, che potrebbero essere perfetti candidati per la materia oscura. 

La ricerca di Wimp è pertanto ben motivata e la loro rivelazione diretta costituisce un fondamentale elemento mancante per confermare questa descrizione del nostro Universo. Nel 2011, Xenon100 ha pubblicato i risultati di 100 giorni di presa dati. La sensibilità raggiunta allora già migliorava di un fattore tra 5 e 10 i risultati del precedente rivelatore XENON10. Tra il 2011 e il 2012 sono stati accumulati ulteriori 225 giorni di dati con fondo radioattivo più ridotto e di conseguenza con sensibilità più elevata.