martedì 16 aprile 2013

Scoperte... Oscure

L'esprimento AMS-02, montato sulla Stazione Spaziale Internazionale, sta cercando segni riguardo all'origine di quella che è la materia oscura nell'Universo. Il progetto ha portato da poco i primissimi risultati, che indicano un possibile nuovo fenomeno dietro l'origine di questa massa invisibile e forse ci svelerà di cosa si tratta davvero!

AMS-02 sta per Alpha Magnetic Spectrometer, ed è composto da 7 strumenti che monitorano i raggi cosmici provenienti dallo spazio. Stando fuori dalla protezione dell'atmosfera terrestre, gli strumenti hanno ricevuto un bombardamento costante di particelle ad alta energia. L'AMS-02 ha registrato per ogni particella la sua velocità, energia e direzione.

Questo progetto è una delle più vaste collaborazioni scientifiche di tutti i tempi e coinvolge ben 56 istituti da 16 paesi. Lo strumento è stato testato dalla ESA prima di essere poi lanciato sulla Stazione Spaziale Internazionale con lo Space Shuttle Endeavour, come parte della missione DAMA. L'astronauta italiano Roberto Vittori controllò il braccio robotico per trasferire questo delicatissimo esperimento da 6918 kg nell'esatto posto dove andava montato.

Gli scienziati hanno raccolto complessivamente i dati relativi a oltre 400.000 elettroni insieme ai loro gemelli di antimateria, i positroni. Le nuove analisi rilasciate mostrano che il rapporto tra positroni ed elettroni che passavano attraverso l'AMS-02, cambiava in base alla loro energia, e questo conferma che siamo sulla giusta strada, visto che conferma le precedenti analisi di altri strumenti. La scoperta però apre verso un nuovo fenomeno ma non si sa se il rapporto tra positroni ed elettroni proviene da particelle di materia oscura che collidono tra di loro o se proviene da stelle pulsar sparse nella nostra galassia, che producono antimateria.

Novità recenti sulla materia oscura sono arrivate anche dalla sonda Planck che ha mostrato il mese scorso come il 26.8% dell'energia-massa dell'universo sia materia oscura. AMS-02 ed i vari altri progetti collegati lavorano da anni giorno e notte per cercare di capire di che particelle è composta questa misteriosa massa mancante che riempie l'universo.

La mappa ad alta risoluzione ottenuta da Planck, del fondo di radiazione cosmica risalente al Big Bang, ha permesso agli scienziati di dedurre e ricalcolare alcuni valori più precisi riguardo agli ingredienti dell'universo.

Sopra vedete come cambiano le varie percentuali di materia oscura, energia oscura e materia barionica (normale). Il grafico chiamato 'prima di Planck' si riferisce ai dati dedotti grazie alle mappe raccolte negli ultimi 9 anni dalla sonda WMAP. Credit: ESA

Ma l'impresa è davvero ardua! L'esperimento ha registrato l'impatto di oltre 30 miliardi di raggi cosmici da quando è stato istallato sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2011. I risultati preliminari mostrati oggi, fatti sulla prima tranche di analisi, coprono appena 10% dei segnali registrati durante la sua vita.
Gli scienziati sono fiduciosi che l'AMS-02 alla fine ci darà così tanti dati che riusciremmo a capire i cambiamenti particolari nel rapporto tra positroni. "Nei prossimi mesi, AMS riuscirà a dirci qualcosa di più conclusivo su questi positroni e riusciremmo a capire se davvero sono un segnale che riguarda la materia oscura, o se forse hanno qualche altra origine. " ha spiegato Samuel Ting, autore principale per la pubblicazione.

Mappa di una delle simulazioni della distribuzione di materia oscura su scala cosmica. Credit: SDSS/University of Tokyo

Se c'è una cosa di cui l'universo è pieno, non è stelle e gas, ma materia oscura! Da qualsiasi parte si voltino gli astrofisici, vedono i suoi effetti gravitazionali entrare in gioco, ma non riescono mai a trovare la sua presenza, dato che apparentemente, qualsiasi cosa sia, non interagisce quasi per nulla con la luce e la materia ordinaria, se non gravitazionalmente. Per decenni gli astronomi hanno cercato in tutti i modi di riuscire a spiegarla, ma ora, un gruppo internazionale intorno all'esperimento Super Cryogenic Dark Matter Search (SuperCDMS), ha segnalato di aver rilevato una particella che dovrebbe essere la perfetta candidata per essere alla base della materia oscura.

Si tratta di una particella massiccia debolmente interattiva (WIMP). Secondo il comunicato stampa degli stessi ricercatori dell'Università A&M di Texas (con a capo dell'esperimento il fisico per le alte energie Rupak Mahapatra), il SuperCDMS è riuscito ad identificare un segnale WIMP ad un livello di certezza sigma-3, che indica una possibilità di scoperta sicura del 99.8%.

Ancora non basta per dire che c'è, visto che "Nella fisica, una scoperta viene reclamata solo a sigma 5 o sopra" spiega Mahapatra. "Quindi questo livello di certezza è molto eccitante, ma non ancora del tutto convincente per gli standard a cui miriamo. Vogliamo solo ancora più dati per essere sicuri. Per adesso, dobbiamo convivere con questo indizio intrigante per la risoluzione di uno dei più grandi puzzle del nostro tempo

Se davvero si tratta di una WIMP sarebbe la prima volta che una simile particella viene direttamente osservata, e questo potrebbe aiutare molto gli scienziati a capire cosa è e non è la materia oscura.

Queste particelle sono i candidati ideali perché in teoria sono particelle che interagiscono molto poco, sono deboli elettricamente ma molto massicce. Secondo gli scienziati, una volta ogni tantissimi casi, può capitare che colpiscano i nuclei di atomi, lasciandosi dietro una piccola quantità di energia capace di essere rilevata come traccia dai rilevatori, che devono trovarsi nelle profondità della Terra, per evitare contaminazioni e falsi segnali dai raggi cosmici e del Sole. Ma possono uscire fuori anche in esperimenti come il Large Hadron Collider o l'Alpha Magnetic Spetrometer (AMS) sulla ISS.

L'esperimento CDMS si trova a 800 metri circa, nelle profondità della miniera di Soudan, nel nord della Minnesota, ed è gestito dal Dipartimento per l'Energia, degli USA, in particolare dal suo Fermi National Accelerator Laboratory, che da la caccia alla materia oscura da ormai il 2003. L'esperimento ha fatto uso di alcune delle più sofisticate tecnologie mai sviluppate per riuscire a misurare con altissima fedeltà l'energia su una placchetta di germanio e silicio, per capire se qualche particella colpisce uno dei miliardi di miliardi di miliardi di atomi.

Come spesso capita in esperimenti di questo tipo, i dati ricavati sono tantissimi e ci vogliono anni per l'analisi. Questa scoperta a livello di sigma 3 si basa su dati acquisiti non per tutto l'esperimento ma ancora solo sulla prima parte dell'ultimo decennio.

"Il risultato è preso dai dati di qualche anno fa, da esperimenti con rilevatori in silicio creati presso la Stanford, che però ora sono defunti." ha spiegato Mahapatra. "Il sempre maggiore interesse per le WIMP a bassa massa ci ha motivato a completare l'analisi dei dati presi dall'esposizione a rilevatori di silicio, che erano meno sensibili del germanio agli WIMP con masse sopra i 15 giga-electronvolt (1 GeV equivale a 1 miliardi di electron-volt) ma erano più sensibili a masse più basse. L'analisi ha riportato fuori tre candidati eventi, e la stima di fondo è di 0.7 eventi

Mahapatra spiega poi che anche se i risultati sono molto incoraggianti e vale la pena dare un'occhiata più da vicino, sottolinea che questo non dovrebbe essere preso come l'annuncio di una scoperta. "Siamo sicuri soltanto al 99.8%, e per avere una scoperta dobbiamo arrivare a 99.9999%. A sigma 3 si può avere al massimo un indizio. A sigma 4 hai una prova, mentre a sigma 5 hai la certezza."

La collaborazione continuerà a sondare il settore delle WIMP usando il SuperCDMS con i suoi rilevatori in germanio e sta considerando anche la costruzione di alcuni nuovi e più grandi rilevatori in silicio sviluppati dal Dipartimento per l'Ingegneria Elettrica dell'Università del Texas.

E' proprio il caso di dire che ... C'è tutto un mondo là fuori!

Forse il mondo che noi definiamo come "METAFISICO" o "PARANORMALE", il mondo dei "PIANI ASTRALI" e dell'energia Vril.

E alla fine potremmo scoprire che la vera ANOMALIA nell'Universo è rappresentata dalla materia visibile e dal mondo materiale che conosciamo e in cui viviamo le nostre vite 'mortali'...

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